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H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics

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C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL

C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL

C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material

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C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material

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C23C16/4488—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials by in situ generation of reactive gas by chemical or electrochemical reaction

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C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals

C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases

C23C8/36—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases using ionised gases, e.g. ionitriding

C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25

C23F4/00—Processes for removing metallic material from surfaces, not provided for in group C23F1/00 or C23F3/00

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H01L21/28506—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers

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H01L21/28556—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers on semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System by chemical means, e.g. CVD, LPCVD, PECVD, laser CVD

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H01L21/76886—Modifying permanently or temporarily the pattern or the conductivity of conductive members, e.g. formation of alloys, reduction of contact resistances

H01L21/76888—By rendering at least a portion of the conductor non conductive, e.g. oxidation

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H01L2221/10—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device

H01L2221/1068—Formation and after-treatment of conductors

H01L2221/1073—Barrier, adhesion or liner layers

H01L2221/1078—Multiple stacked thin films not being formed in openings in dielectrics

Abstract

PURPOSE: A metal film, and a method and apparatus for manufacturing the same are provided to obtain good adhesion without the diffusion of metal in the metal film by providing a double-structure for the metal film using a source gas plasma. CONSTITUTION: A surface treatment is performed on a barrier metal film(26) made of metal nitride. The barrier metal film is planarized by performing etching using a source gas plasma. At this time, nitride is removed from the uppermost portion of the barrier metal film, so that double-structural metal film is completed.

Description

Translated from Korean

금속막, 금속막 제조 방법 및 금속막 제조 장치 {METAL FILM, METAL FILM PRODUCTION METHOD AND METAL FILM PRODUCTION APPARATUS} A metal film, a metal film production method and metal film production apparatus {METAL FILM, METAL FILM PRODUCTION METHOD AND METAL FILM PRODUCTION APPARATUS}

본 발명은, 기판의 표면에 금속막을 형성할 때 기판으로의 금속 확산을 방지하고 금속의 밀착성을 유지하기 위해, 기판의 표면 상에 형성되는 배리어 금속막의 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것이다. The present invention for forming a metal film on the surface of the substrate to prevent metal diffusion into the substrate and on the barrier metal film production apparatus and a production method to be formed on the surface of the substrate, in order to keep the adhesion of the metal.

또한, 본 발명은, 기판 상에 제조된 배리어 금속막의 표면을 처리함으로써, 금속 확산을 방지하고 금속과의 밀착성을 유지하는 금속막을 형성할 수 있는 금속막의 제조 방법 및 금속막의 제조 장치에 관한 것이다. In addition, the present invention is by treating the surface of the barrier metal film produced on a substrate, prevent metal diffusion, and on which can form a metal film retaining adhesion to the metal of the metal film production method and metal film production apparatus.

전기 배선을 갖는 반도체에서는, 스위칭 속도를 증가시키고 전송 손실을 감소시키고 고밀도화를 실현하기 위한 배선용 재료로, 구리를 사용하는 것이 점점 증가하고 있다. In a semiconductor having an electric wiring, and increase the switching speed and reduce the transmission loss is increased more and more to use as a wiring material, copper for realizing higher density.구리 배선을 적용하는 경우에는, 표면에 배선용 오목부를 갖는 기판 상에서 기상 성장법 또는 도금법들을 수행하여, 오목부를 포함하는 기판 상에구리막을 형성하는 것이 일반적인 방법이었다. When applying the copper wiring, by performing the vapor phase growth method or plating on a substrate having a depression for wiring on the surface, it was general practice to form a copper film on a substrate including the concave portion.

기판의 표면에 구리막을 형성할 때에, 기판으로의 구리 확산을 방지하고 구리의 밀착성을 유지하기 위해 기판의 표면에 미리 배리어 금속막 (예를 들어, 탄탈륨 질화물, 텅스텐 질화물, 티타늄 질화물 또는 실리콘 질화물) 을 형성한다. In the formation of a copper film on the surface of the substrate, preventing the diffusion of copper into the substrate and the surface of the substrate to maintain the adhesion between the copper beforehand the barrier metal film (for example, tantalum nitride, tungsten nitride, titanium nitride or silicon nitride) the form.도금법을 사용하는 경우, 배리어 금속막 상에 물리 기상 증착법 또는 화학 기상 증착법으로 구리 실드층을 형성하여 전극으로 사용한다. When using a plating method, a copper shielding layer by physical vapor deposition or chemical vapor deposition (CVD) on the barrier metal film to be used as an electrode.배리어 금속막은 스퍼터링 등의 물리 기상 증착법으로 형성한다. Formed by a physical vapor deposition method such as a barrier metal film sputtering.

기판의 표면에 형성되는 배선용 오목부는 그 크기가 작아지는 경향이 있고, 배리어 금속막의 두께는 더욱 감소시키는 것이 요구되고 있다. A wiring recess is formed on the surface of the substrate section tends to be small in size, the thickness of the barrier metal film has been desired to further decrease.그러나, 스퍼터링을 사용하여 배리어 금속막을 제조하는 경우, 그 방향성이 균일하지 않다. However, if the barrier metal film by using the sputtering, and its directionality is not uniform.따라서, 기판 표면의 오목부가 작아짐에 따라, 오목부의 내부에 막이 형성되기 전에 오목부의 입구에 막이 형성되어, 오목부를 충분히 매립하지 못하게 된다. Thus, according to the additional smaller recess of the substrate surface, the film is formed at the entrance to the recess before the film is formed on the inside of the recess, it is prevent sufficiently embedding the recess.또한, 기판도 손상된다. In addition, the substrate is also damaged.

또한, 기판으로의 구리 확산을 방지하고 구리의 밀착성을 유지하는 목적으로 배리어 금속막을 제조한다. In addition, the manufacturing prevent diffusion of copper into the substrate and the purpose of maintaining the adhesion between the copper barrier metal film.따라서, 구리의 확산을 방지하기 위한 제 1 층으로 탄탈륨 질화물, 텅스텐 질화물 또는 티타늄 질화물을 형성하고, 구리의 밀착성을 유지하기 위한 제 2 층으로 탄탈륨, 텅스텐 또는 티타늄 등의 활성 금속을 형성한다. Thus, a first layer for preventing diffusion of copper to form a tantalum nitride, tungsten nitride or titanium nitride, and the second layer for maintaining the adhesion of copper to form an activated metal such as tantalum, tungsten or titanium.그러나, 배리어 금속막이 너무 얇아, 현재의 상태로는 기판으로의 구리 확산을 방지하고 구리의 밀착성을 유지하는 기능을 모두 수행하기 어렵다. However, the barrier metal film is too thin, in the current state, it is difficult to perform both the function of preventing the diffusion of copper into the substrate and retaining adhesion to copper.이러한 2 가지 기능을 수행할 수 있는 배리어 금속막의 출현이 요구되고 있다. These two functions advent of a barrier metal film which can be performed is required.

본 발명은 상술한 관점에서 이루어졌다. The present invention has been made in view of the above.본 발명의 목적은, 매립 특성이 우수하고 두께가 매우 작은 배리어 금속막을 고속으로 형성할 수 있는 배리어 금속막 제조 장치 및 배리어 금속막 제조 방법을 제공하는 것이다. An object of the present invention, the filling characteristics to provide excellent barrier metal film production apparatus and a barrier metal film production method which can form a thick film at a high speed is very small barrier metal.본 발명의 다른 목적은 기판의 표면에 막으로 형성되는 금속과의 밀착성이 우수한 배리어 금속막을 형성할 수 있는 배리어 금속막 제조 장치 및 배리어 금속막 제조 방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a barrier metal film production apparatus and a barrier metal film production method which can form a metal and excellent adhesion between the barrier metal film of a film formed on the surface of the substrate.본 발명의 또 다른 목적은, 매우 얇으면서도 금속의 확산을 방지하고 금속과의 밀착성을 유지하는 배리어 금속막을 형성할 수 있는 금속막 제조 방법 및 금속막 제조 장치를 제공하는 것이다. A further object of the present invention is to prevent diffusion of the metal, yet very thin, and provide a metal film production method and metal film production apparatus capable of forming a barrier metal film and adhesion to the metal being retained.

도 1 은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 배리어 금속막 제조 장치의 개략 단면도. 1 is a schematic side view of the barrier metal film production apparatus according to the first embodiment of the present invention.

도 2 는 배리어 금속막이 제조되어 있는 기판의 상세 도면. Figure 2 is a detailed view of the substrate on which the barrier metal film production.

도 3 은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 배리어 금속막 제조 장치의 개략 단면도. Figure 3 is a schematic side view of the barrier metal film production apparatus according to a second embodiment of the present invention.

상기 여기 수단에 의해 여기된 질소와 상기 전구체를 반응시켜 금속 질화물을 형성하는 형성 수단; Forming means for reacting the nitrogen and the precursor is excited by the excitation means to form the metal nitride;및 And

상기 기판의 온도를 상기 형성 수단의 온도보다 낮아지게 하여, 상기 기판 상에 상기 금속 질화물을 막으로 형성하는 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 배리어 금속막 제조 장치가 제공된다. To lower than a temperature of the formation means a temperature of the substrate, a barrier metal film production apparatus comprising control means for forming the metal nitride as a film on the substrate is provided.

이에 따라, 플라즈마를 사용하여 금속을 형성함으로써, 금속 질화물의 막을 포함하고 확산을 억제하는 배리어 금속막을 제조할 수 있게 된다. Accordingly, by using a plasma to form a metal, it can be prepared comprising a film of a metal nitride and a barrier metal film for suppressing diffusion.작은 두께로 균일하게 배리어 금속막을 형성할 수 있다. To a small thickness it can be formed as a barrier metal film uniform.따라서, 기판에 형성되어 있는, 예를 들어, 수백 나노미터 폭의 작은 오목부의 내부에도, 매우 작은 두께로 우수한 매립 특성을 갖는 배리어 금속막을 고속으로 매우 정밀하게 형성할 수 있게 된다. Accordingly, the, for example, which is formed on the substrate contains, in the interior of a tiny depression several hundred nanometers wide, it is possible to highly precisely form a barrier metal film at a high speed with excellent burial properties in a very small thickness.

본 발명에 의하면, According to the invention,

기판을 수용하는 챔버; Comprising: a chamber accommodating a substrate;

상기 챔버 내에서 상기 기판과 대향하는 위치에 제공된 금속제 피에칭 부재; A metallic etched member provided in a position opposed to the substrate within the chamber;

상기 여기 수단에 의해 여기된 질소와 상기 전구체를 반응시켜 금속 질화물을 형성하는 형성 수단; Forming means for reacting the nitrogen and the precursor is excited by the excitation means to form the metal nitride;및 And

상기 기판의 온도를 상기 형성 수단의 온도보다 낮아지게 하여, 상기 기판 상에 상기 금속 질화물을 막으로 형성하고, 상기 금속 질화물의 막형성 후에는, 상기 질소 함유 가스의 공급을 중단하고 상기 기판의 온도를 상기 피에칭 부재의 온도보다 낮아지게 하여, 상기 기판의 상기 금속 질화물 상에 상기 전구체의 금속 성분을 막으로 형성하는 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 배리어 금속막 제조 장치가 제공된다. To lower than a temperature of the formation means a temperature of the substrate to form the metal nitride as a film on the substrate, and the film after formation of the metal nitride, stopping supply of the nitrogen-containing gas, and temperature of the substrate said to be lower than a temperature of the etched member, the barrier metal film production apparatus is characterized in that on the metal nitride of the substrate and control means for forming the metal component of the precursor as a film is provided.

이에 따라, 플라즈마에 의해 금속을 형성함으로써, 금속 질화물로 된 막을 포함하며 확산을 억제하고 밀착성을 향상시킨 배리어 금속막을 제조할 수 있게 된다. Accordingly, by forming a metal by plasmas containing film of a metal nitride and with diffusion suppressed it can be produced and improve the adhesion between a barrier metal film.작은 두께로 균일하게 배리어 금속막을 형성할 수 있다. To a small thickness it can be formed as a barrier metal film uniform.따라서, 기판에 형성되어 있는, 예를 들어, 수백 나노미터 폭의 작은 오목부의 내부에도, 매우 작은 두께로 우수한 매립 특성을 갖는 배리어 금속막을 고속으로 매우 정밀하게 형성할 수 있게 된다. Accordingly, the, for example, which is formed on the substrate contains, in the interior of a tiny depression several hundred nanometers wide, it is possible to highly precisely form a barrier metal film at a high speed with excellent burial properties in a very small thickness.

또한, 본 발명에 의하면, Furthermore, according to the invention,

기판을 수용하는 챔버; Comprising: a chamber accommodating a substrate;

상기 챔버 내에서 상기 기판과 대향하는 위치에 제공된 금속제 피에칭 부재; A metallic etched member provided in a position opposed to the substrate within the chamber;

상기 챔버 내부의 분위기를 플라즈마화하여 원료 가스 플라즈마와 질소 함유 가스 플라즈마를 발생시키고, 상기 원료 가스 플라즈마에 의해 상기 피에칭 부재를 에칭하여 상기 피에칭 부재에 함유된 금속 성분과 상기 원료 가스로부터 전구체를 형성하고, 상기 전구체와 상기 질소를 반응시켜 금속 질화물을 형성하는 플라즈마 발생 수단; Into plasma the atmosphere within the chamber with a source gas plasma and a nitrogen-containing and the gas plasma, the precursor by the source gas plasma so that the etched member is etched from a metal component and the source gas contained in the etched member and forming a plasma generating means that reaction between nitrogen and the precursor to form the metal nitride;및 And

상기 기판의 온도를 상기 피에칭 부재의 온도보다 낮아지게 하여, 상기 기판 상에 상기 금속 질화물을 막으로 형성하는 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 배리어 금속막 제조 장치가 제공된다. To be lower than a temperature of the etched member, the temperature of the substrate, a barrier metal film production apparatus comprising control means for forming the metal nitride as a film on the substrate is provided.

이에 따라, 플라즈마에 의해 금속을 형성함으로써, 금속 질화물로 된 막과 금속막을 포함하고 확산을 억제하는 배리어 금속막을 제조할 수 있게 된다. Accordingly, by forming a metal by plasmas it can be produced comprising a film of a metal nitride and a metal film and a barrier metal film for suppressing diffusion.작은 두께로 균일하게 배리어 금속막을 형성할 수 있다. To a small thickness it can be formed as a barrier metal film uniform.또한, 가스용 공급 라인을 간략화할 수 있고 플라즈마원의 개수를 감소시킬 수 있어, 제조 비용을 절감할 수 있다. Further, to simplify the gas supply lines, and can reduce the number of plasma sources, it is possible to reduce the manufacturing cost.따라서, 기판에 형성되어 있는, 예를 들어, 수백 나노미터 폭의 작은오목부의 내부에도, 매우 작은 두께로 우수한 매립 특성을 갖는 배리어 금속막을 고속으로 그리고 저가로 매우 정밀하게 형성할 수 있게 된다. Thus, for, for example, which is formed on the substrate, even hundreds of small internal recess of nanometers wide, and a barrier metal film at a high speed with excellent burial properties in a very small thickness, it is possible to very precisely formed at a low cost.

또한, 본 발명에 의하면, Furthermore, according to the invention,

기판을 수용하는 챔버; Comprising: a chamber accommodating a substrate;

상기 챔버 내에서 상기 기판과 대향하는 위치에 제공된 금속제 피에칭 부재; A metallic etched member provided in a position opposed to the substrate within the chamber;

상기 챔버 내부의 분위기를 플라즈마화하여 원료 가스 플라즈마와 질소 함유 가스 플라즈마를 발생시키고, 상기 원료 가스 플라즈마에 의해 상기 피에칭 부재를 에칭하여 상기 피에칭 부재에 함유된 금속 성분과 상기 원료 가스로부터 전구체를 형성하고, 상기 전구체와 상기 질소를 반응시켜 금속 질화물을 형성하는 플라즈마 발생 수단; Into plasma the atmosphere within the chamber with a source gas plasma and a nitrogen-containing and the gas plasma, the precursor by the source gas plasma so that the etched member is etched from a metal component and the source gas contained in the etched member and forming a plasma generating means that reaction between nitrogen and the precursor to form the metal nitride;및 And

상기 기판의 온도를 상기 피에칭 부재의 온도보다 낮아지게 하여, 상기 기판 상에 상기 금속 질화물을 막으로 형성한 후, 상기 질소 함유 가스의 공급을 중단하고 상기 기판의 온도를 상기 피에칭 부재의 온도보다 낮아지게 하여, 상기 기판의 금속 질화물 상에 상기 전구체의 금속 성분을 막으로 형성하는 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 배리어 금속막 제조 장치가 제공된다. To be a temperature of the substrate lower than a temperature of the etched member, after forming the metal nitride as a film on the substrate, stopping supply of the nitrogen-containing gas and a temperature of the etched member a temperature of the substrate to be lower than, that on the metal nitride of the substrate, a barrier metal film production apparatus comprising control means for forming the metal component of the precursor as a film is provided.

이에 따라, 플라즈마에 의해 금속을 형성함으로써, 금속 질화물로 된 막과금속막을 포함하여 확산을 억제하고 밀착성을 향상시킨 배리어 금속막을 제조할 수 있게 된다. Accordingly, by forming a metal by plasmas, including a film of a metal nitride and a metal film it can be produced with diffusion suppressed and adhesion improved to a barrier metal film.작은 두께로 균일하게 배리어 금속막을 형성할 수 있다. To a small thickness it can be formed as a barrier metal film uniform.또한, 가스용 공급 라인을 간략화할 수 있고 플라즈마원의 개수를 감소시킬 수 있어, 제조 비용을 절감할 수 있다. Further, to simplify the gas supply lines, and can reduce the number of plasma sources, it is possible to reduce the manufacturing cost.따라서, 기판에 형성되어 있는, 예를 들어, 수백 나노미터 폭의 작은 오목부의 내부에도, 매우 작은 두께로 우수한 매립 특성을 갖는 배리어 금속막을 고속으로 그리고 저가로 매우 정밀하게 형성할 수 있게 된다. Thus, for, for example, which is formed on the substrate, even hundreds of small internal recess of nanometers wide, and a barrier metal film at a high speed with excellent burial properties in a very small thickness, it is possible to very precisely formed at a low cost.

또한, 본 발명에 의하면, Furthermore, according to the invention,

챔버 내부의 기판과 금속제 피에칭 부재 사이에 할로겐을 함유하는 원료 가스를 공급하는 단계; Then supplying a source gas containing a halogen to an interior of a chamber between a substrate and a metallic etched member;

상기 챔버 내부를 플라즈마화하여 원료 가스 플라즈마를 발생시키고, 상기 원료 가스 플라즈마에 의해 상기 피에칭 부재를 에칭하여, 상기 피에칭 부재에 함유된 금속 성분과 상기 원료 가스로부터 전구체를 형성하는 단계; A step of generating plasma within the chamber to generate a source gas plasma and, by the source gas plasma so that the etched member is etched to form a precursor from a metal component and the source gas contained in the etched member;

상기 여기된 질소와 상기 전구체를 반응시켜 금속 질화물을 형성하는 단계; The method comprising reacting said excited nitrogen and the precursor to form a metal nitride;및 And

상기 기판의 온도를 상기 금속 질화물을 형성하는 수단의 온도보다 낮아지게 하여, 상기 기판 상에 금속 질화물을 막으로 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배리어 금속막 제조 방법이 제공된다. Lower than a temperature of means for formation of the metal nitride to a temperature of the substrate, a barrier metal film production method comprising the step of forming the metal nitride as a film on the substrate is provided.

이에 따라, 플라즈마에 의해 금속을 형성함으로써, 금속 질화물로 된 막과금속막을 포함하고 확산을 억제하는 배리어 금속막을 제조할 수 있게 된다. Accordingly, by forming a metal by plasmas it can be produced comprising a film of a metal nitride and a metal film and a barrier metal film for suppressing diffusion.작은 두께로 균일하게 배리어 금속막을 형성할 수 있다. To a small thickness it can be formed as a barrier metal film uniform.따라서, 기판에 형성되어 있는, 예를 들어, 수백 나노미터 폭의 작은 오목부의 내부에도, 매우 작은 두께로 우수한 매립 특성을 갖는 배리어 금속막을 고속으로 매우 정밀하게 형성할 수 있게 된다. Accordingly, the, for example, which is formed on the substrate contains, in the interior of a tiny depression several hundred nanometers wide, it is possible to highly precisely form a barrier metal film at a high speed with excellent burial properties in a very small thickness.

또한, 본 발명에 의하면, Furthermore, according to the invention,

챔버 내부의 기판과 금속제 피에칭 부재 사이에 할로겐을 함유하는 원료 가스를 공급하는 단계; Then supplying a source gas containing a halogen to an interior of a chamber between a substrate and a metallic etched member;

상기 챔버 내부를 플라즈마화하여 원료 가스 플라즈마를 발생시키고, 상기 원료 가스 플라즈마에 의해 상기 피에칭 부재를 에칭하여, 상기 피에칭 부재에 함유된 금속 성분과 상기 원료 가스로부터 전구체를 형성하는 단계; A step of generating plasma within the chamber to generate a source gas plasma and, by the source gas plasma so that the etched member is etched to form a precursor from a metal component and the source gas contained in the etched member;

상기 기판의 온도를 상기 금속 질화물을 형성하는 수단의 온도보다 낮아지게 하여, 상기 기판 상에 금속 질화물을 막으로 형성하는 단계; A step of lower than a temperature of means for formation of the metal nitride, the temperature of the substrate to form the metal nitride as a film on the substrate;및 And

상기 금속 질화물의 막형성 후에, 상기 질소 함유 가스의 공급을 중단하고 상기 기판의 온도를 상기 피에칭 부재의 온도보다 낮아지게 하여, 상기 기판의 상기 금속 질화물 상에 상기 전구체의 금속 성분을 막으로 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배리어 금속막 제조 방법이 제공된다. After the formation of the metal nitride film to be stop the supply of the nitrogen-containing gas is lower than a temperature of the etched member, the temperature of the substrate, forming on the metal nitride on the substrate as a film to the metal component of the precursor the barrier metal film production method comprising the steps is provided.

이에 따라, 플라즈마에 의해 금속을 형성함으로써, 금속 질화물로 된 막과 금속막을 포함하여 확산을 억제하고 밀착성을 향상시킨 배리어 금속막을 제조할 수 있게 된다. Accordingly, by forming a metal by plasmas, including a film of a metal nitride and a metal film it can be produced with diffusion suppressed and adhesion improved to a barrier metal film.작은 두께로 균일하게 배리어 금속막을 형성할 수 있다. To a small thickness it can be formed as a barrier metal film uniform.따라서, 기판에 형성되어 있는, 예를 들어, 수백 나노미터 폭의 작은 오목부의 내부에도, 매우 작은 두께로 우수한 매립 특성을 갖는 배리어 금속막을 고속으로 매우 정밀하게 형성할 수 있게 된다. Accordingly, the, for example, which is formed on the substrate contains, in the interior of a tiny depression several hundred nanometers wide, it is possible to highly precisely form a barrier metal film at a high speed with excellent burial properties in a very small thickness.

또한, 본 발명에 의하면, Furthermore, according to the invention,

챔버 내부의 기판과 금속제 피에칭 부재 사이에 할로겐을 함유하는 원료 가스와 질소 함유 가스를 공급하는 단계; Then supplying a source gas and a nitrogen-containing gas containing a halogen to an interior of a chamber between a substrate and a metallic etched member;

상기 챔버 내부의 분위기를 플라즈마화하여 원료 가스 플라즈마와 질소 함유 가스 플라즈마를 발생시키고, 상기 원료 가스 플라즈마에 의해 상기 피에칭 부재를 에칭하여, 상기 피에칭 부재에 함유된 금속 성분과 상기 원료 가스로부터 전구체를 형성하고, 상기 전구체와 상기 질소를 반응시켜 금속 질화물을 형성하는 단계; Plasma generation means which converts an atmosphere within the chamber a source gas plasma and a nitrogen-containing and the gas plasma is generated, by the source gas plasma so that the etched member is etched with a precursor from a metal component and the source gas contained in the etched member forming the step of reaction between nitrogen and the precursor to form the metal nitride;및 And

상기 기판의 온도를 상기 피에칭 부재의 온도보다 낮아지게 하여, 상기 기판 상에 금속 질화물을 막으로 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배리어 금속막 제조 방법이 제공된다. Be a temperature of the substrate lower than a temperature of the etched member by, a barrier metal film production method comprising the step of forming the metal nitride as a film on the substrate is provided.

이에 따라, 플라즈마에 의해 금속을 형성함으로써, 금속 질화물로 된 막을 포함하고 확산을 억제하는 배리어 금속막을 제조할 수 있게 된다. Accordingly, by forming a metal by plasmas it can be produced comprising a film of a metal nitride and a barrier metal film for suppressing diffusion.작은 두께로 균일하게 배리어 금속막을 형성할 수 있다. To a small thickness it can be formed as a barrier metal film uniform.또한, 가스용 공급 라인을 간략화할 수 있고 플라즈마원의 개수를 감소시킬 수 있어, 제조 비용을 절감할 수 있다.따라서, 기판에 형성되어 있는, 예를 들어, 수백 나노미터 폭의 작은 오목부의 내부에도, 매우 작은 두께로 우수한 매립 특성을 갖는 배리어 금속막을 고속으로 그리고 저가로 매우 정밀하게 형성할 수 있게 된다. The inner small concave can be simplified and the gas supply lines, and can reduce the number of plasma sources, it is possible to reduce the manufacturing cost. Thus, for, for example, which is formed on the substrate, several hundred nanometers wide portion also, it is possible as a barrier metal film is high speed with excellent burial properties in a very small thickness, and can be very precisely formed at a low cost.

또한, 본 발명에 의하면, Furthermore, according to the invention,

챔버 내부의 기판과 금속제 피에칭 부재 사이에 할로겐을 함유하는 원료 가스와 질소 함유 가스를 공급하는 단계; Then supplying a source gas and a nitrogen-containing gas containing a halogen to an interior of a chamber between a substrate and a metallic etched member;

상기 챔버 내부의 분위기를 플라즈마화하여 원료 가스 플라즈마와 질소 함유 가스 플라즈마를 발생시키고, 상기 원료 가스 플라즈마에 의해 상기 피에칭 부재를 에칭하여, 상기 피에칭 부재에 함유된 금속 성분과 상기 원료 가스로부터 전구체를 형성하고, 상기 전구체와 상기 질소를 반응시켜 금속 질화물을 형성하는 단계; Plasma generation means which converts an atmosphere within the chamber a source gas plasma and a nitrogen-containing and the gas plasma is generated, by the source gas plasma so that the etched member is etched with a precursor from a metal component and the source gas contained in the etched member forming the step of reaction between nitrogen and the precursor to form the metal nitride;

상기 기판의 온도를 상기 피에칭 부재의 온도보다 낮아지게 하여, 상기 기판 상에 금속 질화물을 막으로 형성하는 단계; Method comprising becomes a temperature of the substrate lower than a temperature of the etched member to form the metal nitride as a film on the substrate;및 And

상기 금속 질화물의 막형성 후에, 상기 질소 함유 가스의 공급을 중단하고 상기 기판의 온도를 상기 피에칭 부재의 온도보다 낮아지게 하여, 상기 기판의 금속 질화물 상에 상기 전구체의 금속 성분을 막으로 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배리어 금속막 제조 방법이 제공된다. After the formation of the metal nitride film to be stop the supply of the nitrogen-containing gas is lower than a temperature of the etched member, the temperature of the substrate, which on the metal nitride on the substrate to form the metal component of the precursor as a film the method for producing the barrier metal film is provided comprising the steps:

이에 따라, 플라즈마에 의해 금속을 형성함으로써, 금속 질화물로 된 막과 금속막을 포함하며 확산을 억제하고 밀착성을 향상시킨 배리어 금속막을 제조할 수 있게 된다. Accordingly, by forming a metal by plasmas, including a film and a metal film of a metal nitride and with diffusion suppressed it can be produced and improve the adhesion between a barrier metal film.작은 두께로 균일하게 배리어 금속막을 형성할 수 있다. To a small thickness it can be formed as a barrier metal film uniform.또한, 가스용 공급 라인을 간략화할 수 있고 플라즈마원의 개수를 감소시킬 수 있어, 제조 비용을 절감할 수 있다. Further, to simplify the gas supply lines, and can reduce the number of plasma sources, it is possible to reduce the manufacturing cost.따라서, 기판에 형성되어 있는, 예를 들어, 수백 나노미터 폭의 작은 오목부의 내부에도, 매우 작은 두께로 우수한 매립 특성을 갖는 배리어 금속막을 고속으로 그리고 저가로 매우 정밀하게 형성할 수 있게 된다. Thus, for, for example, which is formed on the substrate, even hundreds of small internal recess of nanometers wide, and a barrier metal film at a high speed with excellent burial properties in a very small thickness, it is possible to very precisely formed at a low cost.

또한, 본 발명에 의하면, Furthermore, according to the invention,

기판을 수용하는 챔버; Comprising: a chamber accommodating a substrate;

상기 챔버 내에서 상기 기판과 대향하는 위치에 제공된 금속제 피에칭 부재; A metallic etched member provided in a position opposed to the substrate within the chamber;

이에 따라, 막 두께를 증가시키지 않고 금속 질화물층과 금속층을 포함하는 배리어 금속막을 제조할 수 있게 된다. Accordingly, the barrier metal film comprising a metal nitride layer and a metal layer, without the increase of the film thickness can be produced.따라서, 배리어 금속막 제조 장치에 의해, 매우 작은 두께로 우수한 매립 특성을 갖는 배리어 금속막을 고속으로 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 배리어 금속막의 표면에 막으로 형성되는 금속과의 밀착성이 우수한 배리어 금속막을 형성할 수 있게 된다. Consequently, a barrier metal film formed by a manufacturing apparatus, a film so as to be able to form a barrier metal film at a high speed with excellent burial properties in a small thickness as well, the adhesion between the metal and which is formed as a barrier metal film on a surface excellent barrier metal It is able to.

이에 따라, 산화물층으로 인해, 배리어 금속막의 표면에 금속이 증착되는 경우, 금속에 의해 젖음성이 양호해져, 밀착성을 증진시킬 수 있다. Accordingly, because of the oxide layer, when the metal is deposited on the surface of the barrier metal film, wettability becomes good owing to a metal, it is possible to increase the adhesion.

또한, 본 발명에 의하면, Furthermore, according to the invention,

기판을 수용하는 챔버; Comprising: a chamber accommodating a substrate;

상기 챔버 내에서 상기 기판과 대향하는 위치에 제공된 금속제 피에칭 부재; A metallic etched member provided in a position opposed to the substrate within the chamber;

이에 따라, 막 두께를 증가시키지 않으면서 금속 질화물층과 금속층을 포함하는 배리어 금속막을 최소한의 노즐 구성으로 제조할 수 있고, 산화물층에 의해 배리어 금속막의 표면에 증착되는 금속에 의한 젖음성을 양호하게 할 수 있다.따라서, 배리어 금속막 제조 장치에 의해 매우 작은 두께로 우수한 매립 특성을 갖는 배리어 금속막을 고속으로 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 배리어 금속막의 표면에 막으로 형성되는 금속과의 밀착성이 우수한 배리어 금속막을 형성할 수 있게 된다. In this way, film can be produced without increasing the thickness of metal nitride layer and a metal layer barrier metal film comprising a minimum of the nozzle configuration, be improved wettability by a metal deposited on the surface of the barrier metal film by the oxide layer may Accordingly, the barrier metal film can be achieved which is capable of so forming a barrier metal film at a high speed with excellent burial properties in a small thickness by the manufacturing apparatus as well, a barrier metal film with excellent adhesion to the metal and which is formed by the surface film barrier metal film can be formed.

또한, 본 발명에 의하면, Furthermore, according to the invention,

기판을 수용하는 챔버; Comprising: a chamber accommodating a substrate;

상기 챔버 내에서 상기 기판과 대향하는 위치에 제공된 금속제 피에칭 부재; A metallic etched member provided in a position opposed to the substrate within the chamber;

상기 기판의 온도를 상기 플라즈마 발생 수단의 온도보다 낮아지게 하여, 상기 기판의 표면에 배리어 금속막으로 사용하기 위한 금속 질화물을 막으로 형성하는 제어 수단; To lower than a temperature of the plasma generation means the temperature of the substrate, thereby forming a metal nitride for use in the surface of the substrate as a barrier metal film with a film;

그에 따라, 막 두께를 증가시키지 않으면서 금속 질화물층을 포함하는 배리어 금속막을 제조할 수 있고, 산화물층에 의해 배리어 금속막의 표면에 증착되는 금속에 의한 젖음성을 양호하게 할 수 있다. Thus, the film can be increased manufacturing metal nitride layer without a barrier metal film comprising a thickness, it is possible to improve the wettability by a metal deposited on the surface of the barrier metal film by the oxide layer.따라서, 배리어 금속막 제조 장치에 의해, 매우 작은 두께로 우수한 매립 특성을 갖는 배리어 금속막을 고속으로 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 배리어 금속막의 표면에 막으로 형성되는 금속과의 밀착성이 우수한 배리어 금속막을 형성할 수 있게 된다. Consequently, a barrier metal film formed by a manufacturing apparatus, a film so as to be able to form a barrier metal film at a high speed with excellent burial properties in a small thickness as well, the adhesion between the metal and which is formed as a barrier metal film on a surface excellent barrier metal It is able to.

또한, 본 발명에 의하면, Furthermore, according to the invention,

기판을 수용하는 챔버; Comprising: a chamber accommodating a substrate;

상기 챔버 내에서 상기 기판과 대향하는 위치에 제공된 금속제 피에칭 부재; A metallic etched member provided in a position opposed to the substrate within the chamber;

상기 기판의 온도를 상기 플라즈마 발생 수단의 온도보다 낮아지게 하여, 상기 기판의 표면에 금속 질화물을 막으로 형성한 후, 상기 기판의 온도를 상기 플라즈마 발생 수단의 온도보다 낮아지게 하고 상기 질소 함유 가스 공급 수단으로부터 상기 질소를 함유하는 가스의 공급을 중단하여, 배리어 금속막으로 사용하기 위해 상기 금속 질화물 상에 상기 전구체의 금속 성분을 막으로 형성하는 제어 수단; To lower than a temperature of the plasma generation means the temperature of the substrate, after forming the metal nitride on a surface of the substrate as a film, be a temperature of the substrate lower than a temperature of means for the plasma generator and the nitrogen-containing gas supply to stop the supply of the gas containing nitrogen from the unit, for use as a barrier metal film thereby forming the metal component of the precursor as a film on the metal nitride;

이에 따라, 막 두께를 증가시키지 않으면서 금속 질화물층과 금속층을 포함하는 배리어 금속막을 제조할 수 있고, 산화물층에 의해 배리어 금속막의 표면에 증착되는 금속에 의한 젖음성을 양호하게 할 수 있다. In this way, film can be produced without increasing metal nitride layer and a metal layer barrier metal film comprising a thickness, it is possible to improve the wettability by a metal deposited on the surface of the barrier metal film by the oxide layer.따라서, 배리어 금속막 제조 장치에 의해, 매우 작은 두께로 우수한 매립 특성을 갖는 배리어 금속막을 고속으로 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 배리어 금속막의 표면에 막으로 형성되는 금속과의 밀착성이 우수한 배리어 금속막을 형성할 수 있게 된다. Consequently, a barrier metal film formed by a manufacturing apparatus, a film so as to be able to form a barrier metal film at a high speed with excellent burial properties in a small thickness as well, the adhesion between the metal and which is formed as a barrier metal film on a surface excellent barrier metal It is able to.

또한, 본 발명에 의하면, Furthermore, according to the invention,

기판을 수용하는 챔버; Comprising: a chamber accommodating a substrate;

상기 챔버 내에서 상기 기판과 대향하는 위치에 제공된 금속제 피에칭 부재; A metallic etched member provided in a position opposed to the substrate within the chamber;

상기 기판의 온도를 상기 형성 수단의 온도보다 낮아지게 하여, 상기 기판 상에 배리어 금속막으로 사용하기 위해 상기 금속 질화물을 막으로 형성하는 제어 수단; To lower than a temperature of the formation means a temperature of the substrate, thereby forming the metal nitride as a film for use as a barrier metal film on the substrate;

이에 따라, 막 두께를 증가시키지 않으면서 금속 질화물층을 포함하는 배리어 금속막을 제조할 수 있고, 산화물층에 의해 배리어 금속막의 표면에 증착되는금속에 의한 젖음성을 양호하게 할 수 있으며, 질소 함유 가스 플라즈마에 기판이 노출되지 않게 할 수 있다. In this way, film can be produced without increasing the thickness of the metal nitride layer barrier metal film comprising a, it can be improved the wettability by a metal deposited on the surface of the barrier metal film by an oxide layer, a nitrogen-containing gas plasma the substrate can not be exposed.따라서, 배리어 금속막 제조 장치에 의해, 기판에 질소 함유 가스 플라즈마에 의한 영향을 주지 않으면서 매우 작은 두께로 우수한 매립 특성을 갖는 배리어 금속막을 고속으로 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 배리어 금속막의 표면에 막으로 형성되는 금속과의 밀착성이 우수한 배리어 금속막을 형성할 수 있게 된다. Consequently, a barrier metal by the film production apparatus can be achieved which is capable of forming a barrier metal film at a high speed on a substrate with excellent burial properties in a very small thickness without exerting the influence of the nitrogen-containing gas plasma, on the surface of the barrier metal film layer the adhesion to the metal to be formed as it is possible to form an excellent barrier metal film.

또한, 본 발명에 의하면, Furthermore, according to the invention,

기판을 수용하는 챔버; Comprising: a chamber accommodating a substrate;

상기 챔버 내에서 상기 기판과 대향하는 위치에 제공된 금속제 피에칭 부재; A metallic etched member provided in a position opposed to the substrate within the chamber;

상기 기판의 온도를 상기 형성 수단의 온도보다 낮아지게 하여, 상기 기판 상에 상기 금속 질화물을 막으로 형성하고, 상기 금속 질화물의 막형성 후에, 상기질소 함유 가스의 공급을 중단하고 상기 기판의 온도를 상기 피에칭 부재의 온도보다 낮아지게 하여, 배리어 금속막으로 사용하기 위한 상기 기판의 금속 질화물 상에 상기 전구체의 금속 성분을 막으로 형성하는 제어 수단; To lower than a temperature of the formation means a temperature of the substrate to form the metal nitride as a film on the substrate and, after the formation of the metal nitride film, stopping the feed of the nitrogen-containing gas and a temperature of the substrate the etched to be lower than the temperature of the member, thereby forming the metal component of the precursor as a film on the metal nitride on the substrate for use as a barrier metal film;

이에 따라, 막 두께를 증가시키지 않으면서 금속 질화물층을 포함하는 배리어 금속막을 제조할 수 있고, 산화물층에 의해 배리어 금속막의 표면에 증착되는 금속에 의한 젖음성을 양호하게 할 수 있으며, 질소 함유 가스 플라즈마에 기판이 노출되지 않게 할 수 있다. In this way, film can be produced without increasing the thickness of the metal nitride layer barrier metal film comprising a, it can be improved the wettability by a metal deposited on the surface of the barrier metal film by an oxide layer, a nitrogen-containing gas plasma the substrate can not be exposed.따라서, 배리어 금속막 제조 장치에 의해, 기판에 질소 함유 가스 플라즈마에 의한 영향을 주지 않으면서 우수한 매립 특성을 갖는 배리어 금속막을 고속으로 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 배리어 금속막의 표면에 막으로 형성되는 금속과의 밀착성이 우수한 배리어 금속막을 형성할 수 있게 된다. Consequently, a barrier metal film production apparatus can be achieved which is capable of forming a barrier metal film at a high speed with excellent burial properties without exerting the influence of the nitrogen-containing gas plasma upon the substrate, a barrier metal film of metal formed on the surface membrane adhesion to the can be formed excellent barrier metal film.

상기 배리어 금속막 제조 장치는, 상기 챔버 내에 수소를 공급하는 수소 공급 수단; The barrier metal film production apparatus, the hydrogen supply means for supplying hydrogen into the chamber;및 상기 챔버 내부의 분위기를 플라즈마화하여 수소 가스 플라즈마를 발생시켜, 상기 산화물층 상에 수산화기를 형성하는 수산화기 플라즈마 발생 수단을 더 구비할 수도 있다. And to generate a hydrogen gas plasma so that the plasma generation means which converts an atmosphere within the chamber, may be further provided with a hydroxyl group plasma generation means to form the hydroxyl groups on the oxide layer.

이에 따라, 수산화기가 형성되므로, 친수성이 증가하여 표면에 증착되는 금속과의 밀착성을 더욱 증가시킬 수 있다. Accordingly, since a hydroxyl group is formed, it is possible to further increase the adhesion to the metal to be deposited on the surface to increase hydrophilicity.

또한, 본 발명에 의하면, Furthermore, according to the invention,

챔버 내부의 기판과 금속제 피에칭 부재 사이에 할로겐을 함유하는 원료 가스와 질소 함유 가스를 공급하는 단계; Then supplying a source gas and a nitrogen-containing gas containing a halogen to an interior of a chamber between a substrate and a metallic etched member;

상기 챔버 내부를 플라즈마화하여 원료 가스 플라즈마를 발생시키고, 상기 원료 가스 플라즈마에 의해 상기 피에칭 부재를 에칭하여, 상기 피에칭 부재에 함유된 금속 성분과 상기 원료 가스로부터 전구체를 형성하고, 상기 챔버 내부의 분위기를 플라즈마화하여 질소 함유 가스 플라즈마를 발생시키고, 상기 질소와 상기 전구체 사이의 반응으로 금속 질화물을 형성하는 단계; Plasma generation means which converts an interior of the chamber to generate a source gas plasma, by the source gas plasma so that the etched member is etched inside the form a precursor from a metal component and the source gas, and the chamber contained in the etched member a plasma atmosphere of the sum to generate a nitrogen-containing gas plasma to form a metal nitride upon reaction between nitrogen and the precursor;

상기 기판의 온도를 플라즈마 발생 수단의 온도보다 낮아지게 하여, 상기 기판의 표면에 배리어 금속막으로서 금속 질화물을 형성하는 단계; The method comprising making a temperature of the substrate lower than a temperature of plasma generation means to form the metal nitride as a barrier metal film on the surface of the substrate;

상기 챔버 내부의 상기 기판 표면의 상부 위치에 희 가스를 공급하는 단계; Supplying a diluent gas to a site above a surface of the substrate within the chamber;및 And

상기 챔버 내부의 분위기를 플라즈마화하여 희 가스 플라즈마를 발생시키고, 상기 희 가스 플라즈마에 의해 상기 배리어 금속막의 표면층에서 질소 원자를 제거하여 상기 배리어 금속막의 매트릭스 내부에 비하여 상기 표면층의 질소 함량을 감소시키는 표면 처리를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배리어 금속막 제조 방법이 제공된다. Surface to generate a diluent gas plasma plasma generation means which converts an atmosphere within the chamber into a, by the diluent gas plasma to remove nitrogen atoms in the barrier metal film is a surface layer relative to an interior of a matrix of the barrier metal film decreases the nitrogen content of the superficial layer in that it comprises the step of performing the process the barrier metal film production method according to claim it is provided.

이에 따라, 막 두께를 증가시키지 않으면서 금속 질화물층 및 금속층을 포함하는 배리어 금속막을 제조할 수 있게 된다. Accordingly, it is possible to produce a barrier metal film comprising a metal nitride layer and a metal layer without the increase of the film thickness.따라서, 배리어 금속막 제조 방법에 의해, 매우 작은 두께로 우수한 매립 특성을 갖는 배리어 금속막을 고속으로 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 배리어 금속막의 표면에 막으로 형성되는 금속과의 밀착성이 우수한 배리어 금속막을 형성할 수 있게 된다. Consequently, a barrier metal film formed by the manufacturing method, a film so as to be able to form a barrier metal film at a high speed with excellent burial properties in a small thickness as well, the adhesion between the metal and which is formed as a barrier metal film on a surface excellent barrier metal It is able to.

이에 따라, 산화물층으로 인해, 배리어 금속막의 표면에 증착되는 금속에 의한 젖음성이 양호해지므로, 금속과의 밀착성을 증진시킬 수 있다. Accordingly, because of the oxide layer, because it has good wettability by a metal deposited on the surface of the barrier metal film, it can improve adhesion to the metal.

또한, 본 발명에 의하면, Furthermore, according to the invention,

챔버 내부의 기판과 금속제 피에칭 부재 사이에 할로겐을 함유하는 원료 가스와 질소 함유 가스를 공급하는 단계; Then supplying a source gas and a nitrogen-containing gas containing a halogen to an interior of a chamber between a substrate and a metallic etched member;

상기 챔버 내부의 분위기를 플라즈마화하여 원료 가스 플라즈마를 발생시키고, 상기 원료 가스 플라즈마에 의해 상기 피에칭 부재를 에칭하여, 상기 피에칭 부재에 함유된 금속 성분과 상기 원료 가스로부터 전구체를 형성하고, 상기 챔버 내부의 분위기를 플라즈마화하여 질소 함유 가스 플라즈마를 발생시키고, 상기 질소와 상기 전구체 사이의 반응으로 금속 질화물을 형성하는 단계; To generate a source gas plasma so that the plasma generation means which converts an atmosphere within the chamber, by etching the etched member by the source gas plasma to form a precursor from a metal component and the source gas contained in the etched member and the comprising: a plasma to an atmosphere within the chamber to generate a nitrogen-containing gas plasma so that a metal nitride is formed upon reaction between nitrogen and the precursor;

상기 기판의 온도를 플라즈마 발생 수단의 온도보다 낮아지게 하여, 상기 기판의 표면에 배리어 금속막으로서 금속 질화물을 형성하는 단계; The method comprising making a temperature of the substrate lower than a temperature of plasma generation means to form the metal nitride as a barrier metal film on the surface of the substrate;

상기 기판 표면의 상부 위치에 산소 가스를 공급하는 단계; Supplying an oxygen gas to a site above the surface of the substrate;및 And

상기 챔버 내부의 분위기를 플라즈마화하여 산소 가스 플라즈마를 발생시키고, 상기 산소 가스 플라즈마에 의해 상기 배리어 금속막의 표면층에서 질소 원자를 제거하여 상기 배리어 금속막의 매트릭스 내부에 비하여 상기 표면층의 질소 함량을 감소시키는 표면 처리를 수행함과 동시에, 상기 배리어 금속막의 최표면층 상에 산화물층을 형성하는 단계를 포함하는 배리어 금속막 제조 방법이 제공된다. Surface to generate an oxygen gas plasma so that the plasma generation means which converts an atmosphere within the chamber and reduces the nitrogen content of the superficial layer relative to an interior of a matrix of the barrier metal film by removing the nitrogen atom by the oxygen gas plasma in the barrier metal film surface layer carrying out the process and at the same time, the barrier metal film production method includes forming an oxide layer on the barrier metal film is most superficial layer.

이에 따라, 막 두께를 증가시키지 않으면서 최소한의 노즐 구성으로 금속 질화물층 및 금속층을 포함하는 배리어 금속막을 제조할 수 있게 되고, 산화물층에 의해 배리어 금속막의 표면에 증착되는 금속에 의한 젖음성이 양호해진다. Accordingly, without a film without increasing the thickness can be prepared at least of the nozzle consists of a metal nitride layer and a metal layer barrier metal film comprising a, it becomes good wettability by a metal deposited on the surface of the barrier metal film by the oxide layer .따라서, 배리어 금속막 제조 방법에 의해, 매우 작은 두께로 우수한 매립 특성을 갖는 배리어 금속막을 고속으로 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 배리어 금속막의 표면에 막으로 형성되는 금속과의 밀착성이 우수한 배리어 금속막을 제조할 수 있게 된다. Consequently, a barrier metal film production method, so as to be able to form a barrier metal film at a high speed with excellent burial properties in a small thickness as well, the excellent adhesion between the metal and which is formed as a barrier metal film on a surface of a barrier metal film production It is able to.

또한, 본 발명에 의하면, Furthermore, according to the invention,

챔버 내부의 기판과 금속제 피에칭 부재 사이에 할로겐을 함유하는 원료 가스와 질소 함유 가스를 공급하는 단계; Then supplying a source gas and a nitrogen-containing gas containing a halogen to an interior of a chamber between a substrate and a metallic etched member;

상기 챔버 내부의 분위기를 플라즈마화하여 원료 가스 플라즈마를 발생시키고, 상기 원료 가스 플라즈마에 의해 상기 피에칭 부재를 에칭하여, 상기 피에칭 부재에 함유된 금속 성분과 상기 원료 가스로부터 전구체를 형성하고, 상기 챔버 내부의 분위기를 플라즈마화하여 질소 함유 가스 플라즈마를 발생시키고, 상기 질소와 상기 전구체 사이의 반응으로 금속 질화물을 형성하는 단계; To generate a source gas plasma so that the plasma generation means which converts an atmosphere within the chamber, by etching the etched member by the source gas plasma to form a precursor from a metal component and the source gas contained in the etched member and the comprising: a plasma to an atmosphere within the chamber to generate a nitrogen-containing gas plasma so that a metal nitride is formed upon reaction between nitrogen and the precursor;

상기 기판의 온도를 플라즈마 발생 수단의 온도보다 낮아지게 하여, 배리어 금속막으로 사용하기 위해 상기 기판의 표면에 금속 질화물을 막으로 형성하는 단계; Forming a metal nitride on a surface of the substrate as a film for use in making a temperature of the substrate lower than a temperature of plasma generation means, a barrier metal film;

이에 따라, 막 두께를 증가시키지 않으면서 금속 질화물층을 포함하는 배리어 금속막을 제조할 수 있게 되고, 산화물층에 의해 배리어 금속막의 표면에 증착되는 금속에 의한 젖음성이 양호해진다. Thus, the film can be prepared without increasing the thickness of the metal nitride layer barrier metal film comprising a, it becomes good wettability by a metal deposited on the surface of the barrier metal film by the oxide layer.따라서, 배리어 금속막 제조 방법에 의해, 매우 작은 두께로 우수한 매립 특성을 갖는 배리어 금속막을 고속으로 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 배리어 금속막의 표면에 막으로 형성되는 금속과의 밀착성이 우수한 배리어 금속막을 제조할 수 있게 된다. Consequently, a barrier metal film production method, so as to be able to form a barrier metal film at a high speed with excellent burial properties in a small thickness as well, the excellent adhesion between the metal and which is formed as a barrier metal film on a surface of a barrier metal film production It is able to.

또한, 본 발명에 의하면, Furthermore, according to the invention,

챔버 내부의 기판과 금속제 피에칭 부재 사이에 할로겐을 함유하는 원료 가스와 질소 함유 가스를 공급하는 단계; Then supplying a source gas and a nitrogen-containing gas containing a halogen to an interior of a chamber between a substrate and a metallic etched member;

상기 챔버 내부의 분위기를 플라즈마화하여 원료 가스 플라즈마를 발생시키고, 상기 원료 가스 플라즈마에 의해 상기 피에칭 부재를 에칭하여, 상기 피에칭 부재에 함유된 금속 성분과 상기 원료 가스로부터 전구체를 형성하고, 상기 챔버내부의 분위기를 플라즈마화하여 질소 함유 가스 플라즈마를 발생시키고, 상기 질소와 상기 전구체 사이의 반응으로 금속 질화물을 형성하는 단계; To generate a source gas plasma so that the plasma generation means which converts an atmosphere within the chamber, by etching the etched member by the source gas plasma to form a precursor from a metal component and the source gas contained in the etched member and the comprising: a plasma to an atmosphere within the chamber to generate a nitrogen-containing gas plasma so that a metal nitride is formed upon reaction between nitrogen and the precursor;

상기 기판의 온도를 플라즈마 발생 수단의 온도보다 낮아지게 하여, 상기 기판의 표면에 금속 질화물을 막으로 형성한 후, 상기 기판의 온도를 상기 플라즈마 발생 수단의 온도보다 낮아지게 하고 상기 질소 함유 가스의 공급을 중단하여, 배리어 금속막으로 사용하기 위한 상기 금속 질화물 상에 상기 전구체의 금속 성분을 막으로 형성하는 단계; Making a temperature of the substrate lower than a temperature of plasma generation means, after the formation of a metal nitride on a surface of the substrate as a film, and becomes a temperature of the substrate lower than a temperature of means for the plasma generation supply of the nitrogen-containing gas by, on the metal nitride for use as a barrier metal film stop to form the metal component of the precursor as a film;

이에 따라, 막 두께를 증가시키지 않으면서 금속 질화물층 및 금속층을 포함하는 배리어 금속막을 제조할 수 있게 되고, 산화물층에 의해 배리어 금속막의 표면에 증착되는 금속에 의한 젖음성이 양호해진다. Accordingly, it is possible to produce the increase of the film thickness of metal standing metallic barrier comprising a nitride layer and a metal layer, without a film, it is excellent in wettability by a metal deposited on the surface of the barrier metal film by the oxide layer.따라서, 배리어 금속막 제조 방법에 의해, 우수한 매립 특성을 갖는 배리어 금속막을 고속으로 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 배리어 금속막의 표면에 막으로 형성되는 금속과의 밀착성이 우수한 배리어 금속막을 제조할 수 있게 된다. Thus, not only can be made by the manufacturing method the barrier metal film, forming a barrier metal film at a high speed with excellent burial properties as well, the adhesion between the metal and which is formed as a barrier metal film on the surface can be produced superior barrier metal film .

또한, 본 발명에 의하면, Furthermore, according to the invention,

챔버 내부의 기판과 금속제 피에칭 부재 사이에 할로겐을 함유하는 원료 가스와 질소 함유 가스를 공급하는 단계; Then supplying a source gas and a nitrogen-containing gas containing a halogen to an interior of a chamber between a substrate and a metallic etched member;

상기 챔버 내부의 분위기를 플라즈마화하여 원료 가스 플라즈마를 발생시키고, 상기 원료 가스 플라즈마에 의해 상기 피에칭 부재를 에칭하여, 상기 피에칭 부재에 함유된 금속 성분과 상기 원료 가스로부터 전구체를 형성하고, 상기 기판을 수용하는 상기 챔버와 분리된 방식으로 질소 함유 가스를 여기시키는 단계; To generate a source gas plasma so that the plasma generation means which converts an atmosphere within the chamber, by etching the etched member by the source gas plasma to form a precursor from a metal component and the source gas contained in the etched member and the and also exciting a gas containing nitrogen in a manner isolated from the chamber accommodating the substrate;

상기 기판의 온도를 상기 금속 질화물을 형성하는 수단의 온도보다 낮아지게 하여, 배리어 금속막으로 사용하기 위해 상기 기판 상에 상기 금속 질화물을 막으로 형성하는 단계; Forming the metal nitride as a film on the substrate for use as the lower than a temperature of means for formation of the metal nitride, the temperature of the substrate, a barrier metal film;

상기 배리어 금속막의 최표면층의 형성을 완료하기 직전에, 상기 기판 표면의 상부 위치에에 산소 가스를 공급하는 단계; The step of immediately prior to complete the formation of the most superficial layer of the barrier metal film, supplying an oxygen gas to a site above a surface of the substrate;및 And

이에 따라, 막 두께를 증가시키지 않으면서 금속 질화물층을 포함하는 배리어 금속막을 제조할 수 있게 되며, 산화물층에 의해 배리어 금속막의 표면에 증착되는 금속에 의한 젖음성이 양호해지고, 질소 함유 가스 플라즈마에 기판이 노출되지 않도록 할 수 있다. Accordingly, the film without increasing the thickness, and can be produced a barrier metal film comprising a metal nitride layer, the wettability by a metal deposited on the surface of the barrier metal film becomes good owing to the oxide layer, the substrate in the nitrogen-containing gas plasma this can not be exposed.따라서, 배리어 금속막 제조 방법에 의해, 기판에 질소 함유 가스 플라즈마에 의한 영향을 주지 않으면서 매우 작은 두께로 우수한 매립특성을 갖는 배리어 금속막을 고속으로 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 배리어 금속막의 표면에 막으로 형성되는 금속과의 밀착성이 우수한 배리어 금속막을 형성할 수 있게 된다. Consequently, a barrier metal by a film production method can be achieved which is capable of forming a barrier metal film at a high speed on a substrate with excellent burial properties in a very small thickness without exerting the influence of the nitrogen-containing gas plasma, on the surface of the barrier metal film layer the adhesion to the metal to be formed as it is possible to form an excellent barrier metal film.

또한, 본 발명에 의하면, Furthermore, according to the invention,

챔버 내부의 기판과 금속제 피에칭 부재 사이에 할로겐을 함유하는 원료 가스와 질소 함유 가스를 공급하는 단계; Then supplying a source gas and a nitrogen-containing gas containing a halogen to an interior of a chamber between a substrate and a metallic etched member;

상기 챔버 내부의 분위기를 플라즈마화하여 원료 가스 플라즈마를 발생시키고, 상기 원료 가스 플라즈마에 의해 상기 피에칭 부재를 에칭하여, 상기 피에칭 부재에 함유된 금속 성분과 상기 원료 가스로부터 전구체를 형성하고, 상기 기판을 수용하는 상기 챔버와 분리된 방식으로 질소 함유 가스를 여기시키는 단계; To generate a source gas plasma so that the plasma generation means which converts an atmosphere within the chamber, by etching the etched member by the source gas plasma to form a precursor from a metal component and the source gas contained in the etched member and the and also exciting a gas containing nitrogen in a manner isolated from the chamber accommodating the substrate;

상기 기판의 온도를 상기 금속 질화물 형성 수단의 온도보다 낮아지게 하여, 상기 기판 상에 상기 금속 질화물을 막으로 형성하고, 상기 금속 질화물의 막형성 후에, 상기 질소 함유 가스의 공급을 중단하고 상기 기판의 온도를 상기 피에칭 부재의 온도보다 낮아지게 하여, 배리어 금속막으로 사용하기 위한 상기 기판의 금속 질화물 상에 상기 전구체의 금속 성분을 막으로 형성하는 단계; To lower than a temperature of the metal nitride forming means a temperature of the substrate to form the metal nitride as a film on the substrate, and after the formation of the metal nitride film, stopping the feed of the nitrogen-containing gas and the substrate to be a temperature lower than a temperature of the etched member, on the metal nitride on the substrate for use as a barrier metal film to form the metal component of the precursor as a film;

상기 배리어 금속막의 최표면층의 형성을 완료하기 직전에, 상기 기판 표면의 상부 위치에 산소 가스를 공급하는 단계; Immediately prior to complete the formation of the most superficial layer of the barrier metal film, comprising: supplying an oxygen gas to a site above a surface of the substrate;및 And

이에 따라, 막 두께를 증가시키지 않으면서 금속 질화물층을 포함하는 배리어 금속막을 제조할 수 있게 되고, 산화물층에 의해 배리어 금속막의 표면에 증착되는 금속에 의한 젖음성이 양호해지고, 질소 함유 가스 플라즈마에 기판이 노출되지 않도록 할 수 있다. Accordingly, the film without increasing the thickness and can be produced a barrier metal film comprising a metal nitride layer, the wettability by a metal deposited on the surface of the barrier metal film becomes good owing to the oxide layer, the substrate in the nitrogen-containing gas plasma this can not be exposed.따라서, 배리어 금속막 제조 방법에 의해, 기판에 질소 함유 가스 플라즈마에 의한 영향을 주지 않으면서 우수한 매립 특성을 갖는 배리어 금속막을 고속으로 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 배리어 금속막의 표면에 막으로 형성되는 금속과의 밀착성이 우수한 배리어 금속막을 형성할 수 있게 된다. Consequently, a barrier metal film production method can be achieved which is capable of forming a barrier metal film at a high speed with excellent burial properties without exerting the influence of the nitrogen-containing gas plasma upon the substrate, a barrier metal film of metal formed on the surface membrane adhesion to the can be formed excellent barrier metal film.

상기 배리어 금속막 제조 방법은, 상기 챔버 내에 수소 가스를 공급하는 단계; The barrier metal film production method comprising: supplying a hydrogen gas into the chamber;및 상기 챔버 내부의 분위기를 플라즈마화하여 상기 수소 가스 플라즈마를 발생시켜, 상기 산화물층 상에 수산화기를 형성하는 단계를 더 포함할 수도 있다. And by generating a plasma of the hydrogen gas plasma generation means which converts an atmosphere within the chamber it may further comprise a step of forming a hydroxyl group on the oxide layer.

이에 따라, 친수성이 증가되므로, 표면에 증착되는 금속과의 밀착성을 더욱 향상시킬 수 있다. Accordingly, since hydrophilicity is increased, it is possible to further improve the adhesion to the metal to be deposited on the surface.

또한, 본 발명에 의하면, 금속 질화물로 된 배리어 금속막이 형성되어 있는 기판의 표면을 처리하는 것을 포함하는 금속막 제조 방법으로서, Further, according to the present invention, there is provided a metal film production method involving treatment of a surface of a substrate on which is formed a barrier metal film of a metal nitride formed thereon,

또한, 본 발명에 의하면, 기판 표면에 형성된 금속 질화물로 된 배리어 금속막의 표면층에 실질적으로 형성된 금속층을 구비하는 금속막으로서, Further, according to the present invention, there is provided a metal film comprising a metal layer substantially formed on a superficial layer of the barrier metal film of a metal nitride formed on the substrate surface,

상기 금속층은 상기 배리어 금속막의 상기 표면층에서 질소 원자들을 제거하여 상기 배리어 금속막의 매트릭스 내부에 비하여 상기 표면층의 질소 함량을 감소시키는 표면 처리를 수행함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 금속막이 제공된다. Wherein the metal layer is a metal film, characterized in that is formed by performing a surface treatment for reducing the nitrogen content of the superficial layer relative to an interior of a matrix of the barrier metal film to remove nitrogen atoms in the superficial layer of the barrier metal film is provided.

이에 따라, 단일층 두께로 형성된 실질적인 금속층과 금속 질화물층을 포함하고, 매우 작은 두께로 금속의 확산을 방지하고 금속과의 밀착성을 유지하도록 제조된 배리어 금속막을 갖는 금속막이 얻어지므로, 금속 배선 공정을 안정화시킬 수 있다. Thus, the substantial metal layer and the metal includes a nitride layer, preventing diffusion of the metal in a very small thickness and because the metal film is obtained having a film of a barrier metal made to maintain adhesion to the metal, a metal wiring process formed of a single-layer thickness It can be stabilized.

또한, 본 발명에 의하면, 금속 질화물로 된 배리어 금속막이 형성되어 있는 기판의 표면을 처리하는 것을 포함하는 금속막 제조 방법으로서, Further, according to the present invention, there is provided a metal film production method involving treatment of a surface of a substrate on which is formed a barrier metal film of a metal nitride formed thereon,

상기 기판 표면의 상기 배리어 금속막을 희 가스 플라즈마로 에칭하여 상기 배리어 금속막을 평탄화하는 표면 처리를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속막 제조 방법이 제공된다. The metal film production method which is characterized in that the etching of the barrier metal film on the surface of the substrate with a diluent gas plasma comprising: performing a surface treatment for flattening the barrier metal film is provided.

이에 따라, 금속의 확산을 방지하면서 금속과의 밀착성을 유지하는 배리어금속막을 제조할 수 있게 된다. In this way, it can be produced while preventing the diffusion of the metal barrier and adhesion to the metal being retained metal film.따라서, 금속 배선 공정을 안정화시킬 수 있다. Consequently, a metal wiring process can be stabilized.

또한, 본 발명에 의하면, 금속 질화물로 된 배리어 금속막이 형성되어 있는 기판의 표면을 처리하는 것을 포함하는 금속막 제조 방법으로서, Further, according to the present invention, there is provided a metal film production method involving treatment of a surface of a substrate on which is formed a barrier metal film of a metal nitride formed thereon,

이에 따라, 단일층 두께로 실질적인 금속층과 금속 질화물층을 형성할 수 있고, 매우 작은 두께로 금속의 확산을 방지하면서 금속과의 밀착성을 유지하는 배리어 금속막을 제조할 수 있게 된다. Accordingly, it is possible to manufacture substantial may form a metal layer and the metal nitride layer, a film with a very small thickness of the barrier and adhesion to the metal being retained, while preventing diffusion of metal by a single metal layer thickness.따라서, 금속 배선 공정을 안정화시킬 수 있다. Consequently, a metal wiring process can be stabilized.

또한, 본 발명에 의하면, Furthermore, according to the invention,

챔버 내부의 기판과 금속제 피에칭 부재 사이에 할로겐을 함유하는 원료 가스를 공급하는 단계; Then supplying a source gas containing a halogen to an interior of a chamber between a substrate and a metallic etched member;

상기 챔버 내부의 분위기를 플라즈마화하여 원료 가스 플라즈마를 발생시키고, 상기 원료 가스 플라즈마에 의해 상기 피에칭 부재를 에칭하여 상기 피에칭 부재에 함유된 금속 성분과 원료 가스로부터 전구체를 형성하고, 상기 기판을 수용하는 상기 챔버와 분리된 방식으로 질소 함유 가스를 여기시키는 단계; Plasma generation means which converts an atmosphere within the chamber to generate a source gas plasma, by the source gas plasma so that the etched member is etched to form a precursor from a metal component and a source gas contained in the etched member and the substrate for receiving and also exciting a gas containing nitrogen in a manner isolated from the chamber;

상기 기판의 온도를 상기 금속 질화물을 형성하는 수단의 온도보다 낮아지게 하여, 배리어 금속막으로 사용하기 위해 상기 기판 상에 상기 금속 질화물을 막으로 형성하는 단계; Forming the metal nitride as a film on the substrate for use as the lower than a temperature of means for formation of the metal nitride, the temperature of the substrate, a barrier metal film;및 And

상기 기판 표면의 배리어 금속막을 희 가스 플라즈마로 에칭하여 상기 배리어 금속막을 평탄화하는 표면 처리를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속막 제조 방법이 제공된다. The metal film production method comprising the step of etching a barrier metal film on the surface of the substrate with a diluent gas plasma to perform a surface treatment to the flattened barrier metal film is provided.

이에 따라, 배리어 금속막을 형성한 후 금속의 확산을 방지하고 금속과의 밀착성을 유지하기 위한 처리를 수행하여 배리어 금속막을 제조할 수 있게 된다. In this way, by after forming a barrier metal film preventing diffusion of metal and carries out a processing for maintaining the adhesion to the metal barrier metal film it can be produced.따라서, 금속 배선 공정을 안정화시킬 수 있다. Consequently, a metal wiring process can be stabilized.

또한, 본 발명에 의하면, Furthermore, according to the invention,

챔버 내부의 기판과 금속제 피에칭 부재 사이에 할로겐을 함유하는 원료 가스를 공급하는 단계; Then supplying a source gas containing a halogen to an interior of a chamber between a substrate and a metallic etched member;

상기 챔버 내부의 분위기를 플라즈마화하여 원료 가스 플라즈마를 발생시키고, 상기 원료 가스 플라즈마에 의해 상기 피에칭 부재를 에칭하여 상기 피에칭 부재에 함유된 금속 성분과 원료 가스로부터 전구체를 형성하고, 상기 기판을 수용하는 상기 챔버와 분리된 방식으로 질소 함유 가스를 여기시키는 단계; Plasma generation means which converts an atmosphere within the chamber to generate a source gas plasma, by the source gas plasma so that the etched member is etched to form a precursor from a metal component and a source gas contained in the etched member and the substrate for receiving and also exciting a gas containing nitrogen in a manner isolated from the chamber;

상기 기판의 온도를 상기 금속 질화물을 형성하는 수단의 온도보다 낮아지게 하여, 배리어 금속막으로 사용하기 위해 상기 기판 상에 상기 금속 질화물을 막으로 형성하는 단계; Forming the metal nitride as a film on the substrate for use as the lower than a temperature of means for formation of the metal nitride, the temperature of the substrate, a barrier metal film;및 And

상기 챔버 내부의 분위기를 플라즈마화하여 원료 가스 플라즈마를 발생시키고, 상기 원료 가스 플라즈마에 의해 금속으로 제조된 피에칭 부재를 에칭하여 상기 피에칭 부재에 함유된 금속 성분과 상기 원료 가스로부터 상기 챔버 내부에 전구체를 형성하는 단계; To generate a source gas plasma so that the plasma generation means which converts an atmosphere within the chamber into the chamber to etch the etched member made of a metal by the source gas plasma from a metal component and the source gas contained in the etched member forming a precursor;및 And

상기 기판의 온도를 상기 피에칭 부재의 온도보다 낮아지게 하여, 상기 평탄화된 배리어 금속막을 갖는 상기 기판 상에 상기 전구체의 금속 성분을 막으로 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속막 제조 방법이 제공된다. To lower than a temperature of the substrate, the etched member, the temperature of this on the substrate having a film wherein the flattened barrier metal metal film production method comprising the step of forming the metal component of the precursor as a film It is provided.

상기 챔버 내부의 분위기를 플라즈마화하여 원료 가스 플라즈마를 발생시키고, 상기 원료 가스 플라즈마에 의해 금속으로 제조된 피에칭 부재를 에칭하여 상기 피에칭 부재에 함유된 금속 성분과 상기 원료 가스로부터 상기 챔버 내부에 전구체를 형성하는 단계; To generate a source gas plasma so that the plasma generation means which converts an atmosphere within the chamber into the chamber to etch the etched member made of a metal by the source gas plasma from a metal component and the source gas contained in the etched member forming a precursor;및 And

상기 기판의 온도를 상기 피에칭 부재의 온도보다 낮아지게 하여, 상기 평탄화되고 상기 표면층의 질소 함량이 상대적으로 감소된 배리어 금속막을 갖는 상기 기판 상에 상기 전구체의 금속 성분을 막으로 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속막 제조 방법이 제공된다. To be a temperature of the substrate lower than a temperature of the etched member, comprising on said substrate with the planarized and a metal film with the nitrogen content of the superficial layer relatively decreased barrier forming the metal component of the precursor as a film the metal film production method according to claim is provided to.

이에 따라, 단일층 두께로 실질적인 금속층과 금속 질화물층을 형성할 수 있게 된다. Accordingly, it is possible to form the substantial metal layer and the metal nitride layer with a single-layer thickness.그러므로, 금속의 확산을 방지하고 금속과의 밀착성을 유지하면서 매우 작은 두께를 갖는 배리어 금속막을 제조함으로써, 금속을 막으로 형성할 수 있게 된다. Therefore, by producing preventing diffusion of metal and a barrier metal film having a very small thickness and retaining adhesion to the metal, it is possible to form the metal into a film.따라서, 금속 배선 공정을 안정화시킬 수 있다. Consequently, a metal wiring process can be stabilized.

상기 기판의 온도를 상기 형성 수단의 온도보다 낮아지게 하여, 배리어 금속막으로 사용하기 위해 상기 기판 상에 상기 금속 질화물을 막으로 형성하는 제어 수단; Control means to be lower than a temperature of the formation means a temperature of the substrate to form the metal nitride as a film on the substrate for use as a barrier metal film;

상기 기판의 온도를 상기 형성 수단의 온도보다 낮아지게 하여, 배리어 금속막으로 사용하기 위해 상기 기판 상에 상기 금속 질화물을 막으로 형성하는 제어 수단; Control means to be lower than a temperature of the formation means a temperature of the substrate to form the metal nitride as a film on the substrate for use as a barrier metal film;

상기 챔버 내부의 분위기를 플라즈마화하여 희 가스 플라즈마를 발생시키고, 상기 희 가스 플라즈마에 의해 상기 기판 표면의 상기 배리어 금속막을 에칭하여 상기 배리어 금속막을 평탄화하고, 상기 배리어 금속막의 표면층에서 질소 원자들을 제거하여 상기 배리어 금속막의 매트릭스 내부에 비하여 상기 표면층의 질소 함량을 감소시키는 표면 처리를 수행하는 표면 처리 플라즈마 발생 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 금속막 제조 장치가 제공된다. Plasma generation means which converts an atmosphere within the chamber to generate a diluent gas plasma, by the diluent gas plasma, and the barrier flattening the metal film by etching a film of the barrier metal of the substrate surface, to remove nitrogen atoms in the barrier metal film surface layer It is relative to the interior of a matrix of the barrier metal film a metal film production apparatus which is characterized in that it comprises a surface treatment plasma generation means for performing a surface treatment for reducing the nitrogen content of the superficial layer.

이에 따라, 단일층 두께로 실질적인 금속층과 금속 질화물층을 형성할 수 있게 된다. Accordingly, it is possible to form the substantial metal layer and the metal nitride layer with a single-layer thickness.그러므로, 매우 작은 두께로 금속의 확산을 방지하고 금속과의 밀착성을 유지하는 배리어 금속막을 형성할 수 있게 된다. Therefore, it is possible in a very small thickness can be formed to prevent diffusion of a metal and a barrier metal film and adhesion to the metal being retained.따라서, 금속 배선 공정을 안정화시킬 수 있다. Consequently, a metal wiring process can be stabilized.

또한, 본 발명에 의하면, Furthermore, according to the invention,

금속 질화물로 된 배리어 금속막이 형성되어 있는 기판을 수용하는 챔버; Comprising: a chamber accommodating a substrate on which is formed a barrier metal film of a metal nitride formed thereon;

상기 기판의 온도를 상기 피에칭 부재의 온도보다 낮아지게 하여, 상기 평탄화된 배리어 금속막 상에 상기 전구체의 금속 성분을 막으로 형성하는 제어 수단을구비하는 것을 특징으로 하는 금속막 제조 장치가 제공된다. To be a temperature of the substrate lower than a temperature of the etched member, is on the flattened barrier metal film a metal film production apparatus comprising control means for forming the metal component of the precursor as a film is provided .

이에 따라, 금속의 확산을 방지하고 금속과의 밀착성을 유지하는 처리가 수행된 배리어 금속막을 제조함으로써 금속막을 형성할 수 있게 된다. In this way, by producing preventing diffusion of metal and retaining adhesion to the metal barrier metal film the process is carried out it is possible to form a metal film.따라서, 금속 배선 공정을 안정화시킬 수 있다. Consequently, a metal wiring process can be stabilized.

또한, 본 발명에 의하면, Furthermore, according to the invention,

금속 질화물로 된 배리어 금속막이 형성되어 있는 기판을 수용하는 챔버; Comprising: a chamber accommodating a substrate on which is formed a barrier metal film of a metal nitride formed thereon;

상기 기판의 온도를 상기 피에칭 부재의 온도보다 낮아지게 하여, 상기 평탄화되고 상기 표면층의 질소 함량이 상대적으로 감소된 배리어 금속막 상에 상기 전구체의 금속 성분을 막으로 형성하는 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 금속막 제조 장치가 제공된다. To be a temperature of the substrate lower than a temperature of the etched member, the flattened and on the nitrogen content of the superficial layer relatively decreased barrier metal film to a control means to form the metal component of the precursor as a film the metal film production apparatus according to claim is provided.

이에 따라, 단일층 두께로 실질적인 금속층과 금속 질화물층을 형성할 수 있게 된다. Accordingly, it is possible to form the substantial metal layer and the metal nitride layer with a single-layer thickness.그러므로, 금속의 확산을 방지하고 금속과의 밀착성을 유지하면서 매우 작은 두께를 갖는 배리어 금속막을 제조함으로써, 금속막을 형성할 수 있게 된다. Therefore, by producing preventing diffusion of metal and a barrier metal film having a very small thickness and retaining adhesion to the metal, it is possible to form a metal film.따라서, 금속 배선 공정을 안정화시킬 수 있다. Consequently, a metal wiring process can be stabilized.

또한, 본 발명에 의하면, 기판 표면의 금속 질화물로 된 배리어 금속막을 희 가스 플라즈마로 에칭하여 평탄화하고, 상기 희 가스 플라즈마에 의해 배리어 금속막의 표면층에서 질소 원자들을 제거하여 상기 배리어 금속막의 매트릭스 내부에 비하여 상기 표면층의 질소 함량을 감소시키는 표면 처리에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 금속막이 제공된다. According to the present invention, planarization by etching a metal film of a metal nitride on a surface of a substrate a barrier with a diluent gas plasma, as compared to a matrix of the barrier metal film inside to remove nitrogen atoms in a barrier metal film surface layer by the diluent gas plasma a metal film, characterized in that the surface formed by the process of reducing the nitrogen content of the superficial layer.

이에 따라, 단일층의 두께로 형성된 실질적인 금속층과 금속 질화물층을 포함하여, 매우 작은 두께로 금속의 확산을 방지하고 금속과의 밀착성을 유지하도록 제조된 배리어 금속막을 갖는 금속막이 얻어지므로, 금속 배선 공정을 안정화시킬 수 있다. As a result, and comprising the substantial metal layer and the metal nitride layer formed with a thickness of a single layer, so a small thickness to prevent diffusion of the metal and so the metal film is obtained having a film of a barrier metal made to maintain adhesion to the metal, a metal wiring process a it can be stabilized.

또한, 본 발명에 의하면, Furthermore, according to the invention,

금속 질화물로 된 배리어 금속막이 형성되어 있는 기판의 표면을 처리하는 것을 포함하는 금속막 제조 방법으로서, A metal film production method involving treatment of a surface of a substrate on which is formed a barrier metal film of a metal nitride formed thereon,

상기 기판 표면의 상기 배리어 금속막을 환원 가스 분위기에서 반응시켜, 상기 배리어 금속막의 표면층에서 질소 원자들을 제거함으로써, 상기 배리어 금속막의 매트릭스 내부에 비하여 상기 표면층의 질소 함량을 감소시키는 표면 처리를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속막 제조 방법이 제공된다. By reacting in the barrier gas atmosphere, a reducing metal film of the substrate surface, to remove nitrogen atoms in the barrier metal film surface layer, relative to an interior of a matrix of the barrier metal film and performing a surface treatment for reducing the nitrogen content of the superficial layer the metal film production method which is characterized in that it comprises is provided.

이에 따라, 단일층의 두께로 형성된 실질적인 금속층과 금속 질화물층을 포함하여, 금속의 확산을 방지하면서 금속과의 밀착성을 유지하는 배리어 금속막을 제조할 수 있게 된다. As a result, and comprising the substantial metal layer and the metal nitride layer formed with a thickness of a single layer, it can be produced a barrier metal film and adhesion to the metal being retained, while preventing diffusion of metal.따라서, 금속 배선 공정을 안정화시킬 수 있다. Consequently, a metal wiring process can be stabilized.

또한, 본 발명에 의하면, Furthermore, according to the invention,

챔버 내부의 기판과 금속제 피에칭 부재 사이에 할로겐을 함유하는 원료 가스를 공급하는 단계; Then supplying a source gas containing a halogen to an interior of a chamber between a substrate and a metallic etched member;

상기 기판의 온도를 상기 금속 질화물 형성 수단의 온도보다 낮아지게 하여, 배리어 금속막으로 사용하기 위해 상기 기판 상에 상기 금속 질화물을 막으로 형성하는 단계; Forming the metal nitride as a film on the substrate for use as to be lower than a temperature of the metal nitride forming means a temperature of the substrate, a barrier metal film;및 And

상기 기판 표면의 상기 배리어 금속막을 환원 가스 분위기에서 반응시켜 상기 배리어 금속막의 표면층에서 질소 원자들을 제거함으로써, 상기 배리어 금속막의 매트릭스 내부에 비하여 상기 표면층의 질소 함량을 감소시키는 표면 처리를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속막 제조 방법이 제공된다. To the barrier reaction in a reducing gas atmosphere to a metal film of the substrate surface comprising the step of by removing the nitrogen atoms in the barrier metal film surface layer, relative to an interior of a matrix of the barrier metal film to perform the surface treatment for reducing the nitrogen content of the superficial layer the metal film production method according to claim is provided to.

상기 챔버 내부의 분위기를 플라즈마화하여 원료 가스 플라즈마를 발생시키고, 상기 원료 가스 플라즈마에 의해 금속제 피에칭 부재를 에칭하여 상기 피에칭 부재에 함유된 금속 성분과 상기 원료 가스로부터 상기 챔버 내부에 전구체를 형성하는 단계; To generate a source gas plasma so that the plasma generation means which converts an atmosphere within the chamber, forming a precursor by etching a metallic etched member by the source gas plasma from a metal component and the source gas contained in the etched member in the chamber the method comprising;및 And

상기 기판의 온도를 상기 피에칭 부재의 온도보다 낮아지게 하여, 상기 평탄화된 배리어 금속막을 갖는 상기 기판 상에 상기 전구체의 금속 성분을 막으로 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속막 제조 방법이 제공된다. To lower than a temperature of the substrate, the etched member, the temperature of this on the substrate having a film wherein the flattened barrier metal metal film production method comprising the step of forming the metal component of the precursor as a film It is provided.

상기 기판의 온도를 상기 형성 수단의 온도보다 낮아지게 하여, 상기 배리어 금속막으로 사용하기 위해 상기 기판 상에 상기 금속 질화물을 막으로 형성하는 제어 수단; To lower than a temperature of the formation means a temperature of the substrate, thereby forming the metal nitride as a film on the substrate for use as a barrier metal film;

상기 기판의 온도를 상기 피에칭 부재의 온도보다 낮아지게 하여, 상기 표면층의 수소 함량이 상대적으로 감소된 상기 배리어 금속막 상에 상기 전구체의 금속 성분을 막으로 형성하는 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 금속막 제조 장치가 제공된다. To be a temperature of the substrate lower than a temperature of the etched member, on the hydrogen content of the superficial layer relatively decreased barrier metal film characterized in that the control means for forming the metal component of the precursor as a film the metal film production apparatus is provided.

이에 따라, 단일층 두께로 형성된 실질적인 금속층과 금속 질화물층을 포함하여 매우 작은 두께로 금속의 확산을 방지하고 금속과의 밀착성을 유지하는 배리어 금속막을 제조함으로써 금속막을 형성할 수 있게 된다. In this way, by producing a very small thickness and comprising the substantial metal layer and the metal nitride layer formed with a single-layer thickness preventing diffusion of metal and retaining adhesion to the metal barrier metal film it can be formed a metal film.따라서, 금속 배선 공정을 안정화시킬 수 있다. Consequently, a metal wiring process can be stabilized.

또한, 본 발명에 의하면, 기판 표면의 금속 질화물로 된 배리어 금속막을 환원 가스 분위기에서 반응시켜 상기 배리어 금속막의 표면층에서 질소 원자들을 제거함으로써, 상기 배리어 금속막의 매트릭스 내부에 비하여 상기 표면층의 질소 함량을 감소시킨 것을 특징으로 하는 금속막이 제공된다. In addition, decreasing the nitrogen content of the superficial layer relative to an interior according to the present invention, by reacting a metal film of a metal nitride on the substrate surface barrier in a reducing gas atmosphere to remove nitrogen atoms in the barrier metal film surface layer, a matrix of the barrier metal film a metal film, characterized in that which is provided.

이에 따라, 단일층 두께로 형성된 실질적인 금속층과 금속 질화물층을 포함하고 매우 작은 두께로 금속의 확산을 방지하고 금속과의 밀착성을 유지하도록 제조된 배리어 금속막을 갖는 금속막이 얻어지므로, 금속 배선 공정을 안정화시킬 수 있다. Accordingly, comprising the substantial metal layer and the metal nitride layer formed with a single-layer thickness and prevent the diffusion of metal in a very small thickness and because the metal film is obtained having a film of a barrier metal made to maintain adhesion to the metal, to stabilize a metal wiring process can.

또한, 본 발명에 의하면, 금속 질화물로 된 배리어 금속막을 갖는 기판의 표면을 처리하는 것을 포함하는 금속막 제조 방법으로서, Further, according to the present invention, there is provided a metal film production method involving treatment of a surface of a substrate having a barrier metal film of a metal nitride,

이에 따라, 금속과의 밀착성을 유지하는 배리어 금속막을 매우 작은 두께로 제조할 수 있게 된다. Accordingly, it is possible to produce the barrier metal film and adhesion to the metal being retained in a very small thickness.따라서, 금속 배선 공정을 안정화시킬 수 있다. Consequently, a metal wiring process can be stabilized.

또한, 본 발명에 의하면, Furthermore, according to the invention,

챔버 내부의 기판과 금속제 피에칭 부재 사이에 할로겐을 함유하는 원료 가스를 공급하는 단계; Then supplying a source gas containing a halogen to an interior of a chamber between a substrate and a metallic etched member;

상기 기판의 온도를 상기 금속 질화물을 형성하는 수단의 온도보다 낮아지게 하여, 배리어 금속막으로 사용하기 위해 상기 기판 상에 상기 금속 질화물을 막으로 형성하는 단계; Forming the metal nitride as a film on the substrate for use as the lower than a temperature of means for formation of the metal nitride, the temperature of the substrate, a barrier metal film;및 And

이에 따라, 금속과의 밀착성을 유지하는 배리어 금속막을 매우 작은 두께로 제조할 수 있게 된다. Accordingly, it is possible to produce the barrier metal film and adhesion to the metal being retained in a very small thickness.따라서, 금속 배선 공정을 안정화시킬 수 있다. Consequently, a metal wiring process can be stabilized.

또한, 본 발명에 의하면, Furthermore, according to the invention,

금속 질화물로 된 배리어 금속막이 형성되어 있는 기판을 수용하는 챔버 내에서, 상기 기판 표면의 상기 배리어 금속막의 표면에 실리콘을 함유하는 가스 플라즈마에 의해 실리콘 원자들의 핵을 형성하는 것을 포함하는 표면 처리를 수행하는 단계; In the chamber for receiving a substrate on which is formed a barrier metal film of a metal nitride formed thereon, performing a surface treatment comprising forming nuclei of silicon atoms by means of a gas plasma containing silicon on the surface of the barrier metal film on the surface of the substrate the method comprising;

상기 챔버 내부의 분위기를 플라즈마화하여 원료 가스 플라즈마를 발생시키고, 상기 원료 가스 플라즈마에 의해 금속제 피에칭 부재를 에칭하여 상기 피에칭 부재에 함유된 금속 성분과 상기 원료 가스로부터 상기 챔버 내부에 전구체를 형성하는 단계; To generate a source gas plasma so that the plasma generation means which converts an atmosphere within the chamber, forming a precursor by etching a metallic etched member by the source gas plasma from a metal component and the source gas contained in the etched member in the chamber the method comprising;및 And

상기 기판의 온도를 상기 피에칭 부재의 온도보다 낮아지게 하여, 상기 배리어 금속막의 표면에 형성되어 있는 상기 실리콘 원자들의 핵을 갖는 상기 기판 상에 상기 전구체의 금속 성분을 막으로 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속막 제조 방법이 제공된다. To lower than a temperature of the substrate, the etched member, the temperature of the, including the step of forming the metal component of the precursor as a film on the substrate having the nuclei of the silicon atoms it is formed on the surface of the barrier metal film the metal film production method, characterized in that there is provided.

이에 따라, 금속과의 밀착성을 유지하고 매우 작은 두께를 갖는 배리어 금속막을 제조하여 금속막을 형성할 수 있게 된다. Accordingly, to manufacture retaining adhesion to the metal and a barrier metal film having a very small thickness can be formed a metal film.따라서, 금속 배선 공정을 안정화시킬 수 있다. Consequently, a metal wiring process can be stabilized.

또한, 본 발명에 의하면, Furthermore, according to the invention,

기판을 수용하는 챔버; Comprising: a chamber accommodating a substrate;

상기 챔버 내에서 상기 기판과 대향하는 위치에 제공된 금속제 피에칭 부재; A metallic etched member provided in a position opposed to the substrate within the chamber;

상기 기판의 온도를 상기 형성 수단의 온도보다 낮아지게 하여, 배리어 금속막으로 사용하기 위해 상기 기판 상에 상기 금속 질화물을 막으로 형성하는 제어 수단; Control means to be lower than a temperature of the formation means a temperature of the substrate to form the metal nitride as a film on the substrate for use as a barrier metal film;

상기 기판의 온도를 상기 피에칭 부재의 온도보다 낮아지게 하여, 상기 실리콘 원자들의 핵이 표면에 형성된 상기 배리어 금속막 상에 상기 전구체의 금속 성분을 막으로 형성하는 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 금속막 제조 장치가 제공된다. To be a temperature of the substrate lower than a temperature of the etched member, characterized in that on the barrier metal nucleus of the silicon atoms formed on the surface layer and control means for forming the metal component of the precursor as a film the metal film production apparatus is provided.

또한, 본 발명에 의하면, 기판 표면의 금속 질화물로 된 배리어 금속막에 대하여, 실리콘을 함유하는 가스 플라즈마에 의해 상기 기판 표면의 상기 배리어 금속막의 표면에 실리콘 원자들의 핵을 형성하는 표면 처리를 적용하여 형성된 것을 특징으로 하는 금속막이 제공된다. According to the present invention, with respect to a barrier metal film of a metal nitride on a surface of a substrate, by applying a surface treatment which forms nuclei of silicon atoms on the surface of the barrier metal film on the surface of the substrate by a gas plasma containing silicon a metal film, characterized in that formed is provided.

이에 따라, 금속과의 밀착성을 유지하면서 매우 작은 두께를 갖는 배리어 금속을 갖는 금속막이 얻어지므로, 금속 배선 공정을 안정화시킬 수 있다. Accordingly, the metal having a barrier metal having a very small thickness and retaining adhesion to the metal film is obtained, which can stabilize a metal wiring process.

이하에 주어진 상세한 설명과 본 발명을 설명하기 위해 주어진 첨부된 도면들로부터 본 발명을 좀더 완전히 이해할 수 있지만, 본 발명이 그에 한정되는 것은 아니다. Although the present invention from the attached drawings given be more fully understood in order to explain the detailed description and the present invention given below, but the invention is not limited thereto.

도 1 및 도 2 를 참조하여, 본 발명의 배리어 금속막 제조 장치 및 배리어 금속막 제조 방법의 제 1 실시예를 설명한다. Reference to Figure 1 and 2, will be described a first embodiment of a barrier metal film production apparatus and a barrier metal film production method of the present invention.도 1 은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 배리어 금속막 제조 장치의 개략 단면도이다. 1 is a schematic side view of the barrier metal film production apparatus according to the first embodiment of the present invention.도 2 는 배리어 금속막이 형성되어 있는 기판의 세부를 나타낸다. Figure 2 shows a detail of a substrate on which is formed a barrier metal film.

막으로 형성될 재료가 밀착성의 면에서 문제가 없는 재료 (예를 들어, Al) 이거나 질화물이 밀착성을 유지할 수 있는 금속인 경우에는, 배리어 금속막 (26) 에서 M 박막 (25) 을 생략할 수 있다. In view of material adhesion to be formed as a film material is not a problem (e.g., Al), or nitride in the case of a metal which can retain adhesion, can be omitted, the thin M film 25 on the barrier metal film 26 have.또한, 환원 반응은 온도 차이에 의해 발생한다. In addition, the reduction reaction is caused by the temperature difference.그러나, 별도로 환원 가스 플라즈마를 발생시켜 환원 반응을 일으킬 수도 있다. However, to generate a reducing gas plasma can also be a separate reduction reaction.

상술한 배리어 금속막 제조 장치에서는, 플라즈마에 의해 금속을 형성하여 배리어 금속막 (26) 을 제조한다. The barrier metal film production apparatus described above, to produce a barrier metal film 26 by forming a metal by plasmas.따라서, 작은 두께로 균일하게 배리어 금속막 (26) 을 형성할 수 있다. Therefore, it is possible to form a uniform barrier metal film 26 to a small thickness.그러므로, 기판 (3) 에 형성되어 있는, 예를 들어 수백 나노미터 폭의 작은 오목부의 내부에도, 매우 작은 두께로 우수한 매립 특성을 갖는 배리어 금속막 (26) 을 고속으로 매우 정밀하게 형성할 수 있게 된다. Therefore, formed on the substrate 3, for example several hundred nanometers wide small recess in the inside portion, it can be formed with high precision at a high speed, a barrier metal film 26 with excellent burial properties in a very small thickness of the do.

도 3 내지 도 5 를 참조하여, 본 발명의 제 2 실시예에 의한 배리어 금속막 제조 장치 및 배리어 금속막 제조 방법을 설명한다. 3 to 5, description will now be a barrier metal film production apparatus and a barrier metal film production method according to the second embodiment of the present invention.도 3 은 본 발명의 제 2실시예에 의한 배리어 금속막 제조 장치의 개략 단면도이다. Figure 3 is a schematic side view of the barrier metal film production apparatus according to a second embodiment of the present invention.도 4 는 도 3 의 화살표로 표시한 라인 Ⅳ-Ⅳ 를 따라 절취한 도면이다. 4 is a view taken along a line Ⅳ-Ⅳ indicated by arrows in Fig.도 5 는 도 4 의 화살표로 표시한 라인 Ⅴ-Ⅴ 를 따라 절취한 도면이다. 5 is a view taken along Ⅴ Ⅴ-line indicated by arrows in Fig.도 1 에서 설명한 부재들과 동일한 부재들에는 동일 도면 부호를 부여하고, 중복된 설명은 생략한다. It is also the same members as the members explained in the 1 are assigned the same numerals, and duplicate explanations are omitted.

챔버 (1) 의 상면은 개구부이고, 절연 재료 (예를 들어, 세라믹) 로 제조된 디스크형 천장판 (30) 으로 밀폐된다. The upper surface of the chamber 1 is an opening, and is closed with a disk-shaped ceiling board 30 made of an insulating material (e.g., ceramic).챔버 (1) 상면의 개구부와 천장판 (30) 사이에는 금속 (예를 들어, W, Ti, Ta 또는 TiSi) 으로 제조된 피에칭 부재 (31) 가 개재된다. Between the chamber 1 and the top plate opening 30 of the upper surface it is interposed a metal (e.g., W, Ti, Ta or TiSi) an etched member 31 made of.피에칭 부재 (31) 는 챔버 (1) 상면의 개구부에 고정되는 링부 (32) 를 구비한다. The etched member 31 has a ring portion 32 which is fixed to the opening portion of the upper surface of the chamber (1).링부 (32) 의 내측 둘레에는, 챔버 (1) 의 반경 방향으로 중심부 근처까지 연장하고 동일한 폭을 갖는 복수 (본 실시예에서는 12 개) 의 돌출부 (33) 가 원주 방향으로 제공된다. In the inner periphery of the ring portion 32, a protrusion 33 of the plurality (12 pieces in this embodiment) in the radial direction of the chamber (1) having the same width, and extend to near the center it is provided in the circumferential direction.

돌출부들 (33) 사이에는 돌출부들 (33) 보다 반경 방향으로 더 짧은 제 2 돌출부들이 배치될 수도 있다. Between the protrusions 33, it may be arranged to further Second protrusions shorter in the diametrical direction than the protrusions (33).또한, 돌출부들 (33) 과 제 2 돌출부들 사이에는 짧은 돌출부들이 더 배치될 수도 있다. In addition, there are small projections may be further disposed between the protrusions 33 and the second projection.이와 같이 함으로써, 유도 전류를 억제하여 에칭되는 대상인 구리의 면적을 확보할 수 있다. In this way, it is possible to secure the copper area of ​​the object to be etched with an induced current being suppressed.

상술한 배리어 금속막 제조 장치에서는, 제 1 실시예와 유사하게, 플라즈마에 의해 금속을 형성하여 배리어 금속막 (26) 을 제조한다. The barrier metal film production apparatus described above, similarly to the first embodiment, to produce the barrier metal film 26 by forming a metal by plasmas.따라서, 작은 두께로 균일하게 배리어 금속막 (26) 을 형성할 수 있다. Therefore, it is possible to form a uniform barrier metal film 26 to a small thickness.그러므로, 기판 (3) 에 형성되어 있는, 예를 들어 수백 나노미터 폭의 작은 오목부의 내부에도, 매우 작은 두께로 우수한 매립 특성을 갖도록 배리어 금속막 (26) 을 고속으로 매우 정밀하게 형성할 수 있게 된다. Therefore, it formed on the substrate 3, for example several hundred, even inside the small concave portion in the nanometer range, can be very precisely formed at a high rate of metal film 26 a barrier so as to have excellent burial properties in a very small thickness do.

도 6 을 참조하여, 본 발명의 제 3 실시예에 의한 배리어 금속막 제조 장치 및 배리어 금속막 제조 방법을 설명한다. With reference to FIG. 6, will be described barrier metal film production apparatus and a barrier metal film production method according to the third embodiment of the present invention.도 6 은 본 발명의 제 3 실시예에 의한 배리어 금속막 제조 장치의 개략 단면도이다. Figure 6 is a schematic side view of the barrier metal film production apparatus according to a third embodiment of the present invention.도 1 및 도 3 에서 나타낸 부재들과 동일한 부재들에는 동일 도면 부호를 부여하고, 중복된 설명은 생략한다. In Figure 1, and the same members as the members illustrated in Figure 3 are assigned the same numerals, and duplicate explanations are omitted.

상술한 배리어 금속막 제조 장치에서는, 제 1 실시예 및 제 2 실시예와 유사하게, 플라즈마에 의해 금속을 형성하여 배리어 금속막 (26) 을 제조한다. The barrier metal film production apparatus described above, the first embodiment and the similarly to the second embodiment, by forming a metal by plasmas to produce the barrier metal film 26.따라서, 작은 두께로 균일하게 배리어 금속막 (26) 을 형성할 수 있다. Therefore, it is possible to form a uniform barrier metal film 26 to a small thickness.그러므로, 기판 (3) 에 형성되어 있는, 예를 들어, 수백 나노미터 폭의 작은 오목부의 내부에도, 매우 작은 두께로 우수한 매립 특성을 갖는 배리어 금속막 (26) 을 고속으로 매우 정밀하게 형성할 수 있게 된다. Therefore, it formed on the substrate 3, for example, a few hundred nanometers from the inside of the small concave portion in the width, with excellent burial properties in a very small thickness of the barrier metal film 26 a can be very precisely formed at a high speed it is possible.

도 7 을 참조하여, 본 발명의 제 4 실시예에 의한 배리어 금속막 제조 장치 및 배리어 금속막 제조 방법을 설명한다. Referring to FIG. 7 to be described the barrier metal film production apparatus and a barrier metal film production method according to the fourth embodiment of the present invention.도 7 은 본 발명의 제 4 실시예에 의한 배리어 금속막 제조 장치의 개략 단면도이다. Figure 7 is a schematic side view of the barrier metal film production apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.도 1 에서 나타낸 부재들과 동일한 부재들에는 동일 도면 부호들을 부여하고, 중복된 설명은 생략한다. Are also the same members as the members illustrated in the 1 are assigned the same numerals, and duplicate explanations are omitted.

상술한 배리어 금속막 제조 장치에서는, 제 3 실시예와 동일하게, 플라즈마에 의해 금속을 형성하여 배리어 금속막 (26) 을 제조한다. The barrier metal film production apparatus described above, the same manner as in Example 3, to produce a barrier metal film 26 by forming a metal by plasmas.따라서, 작은 두께로 균일하게 배리어 금속막 (26) 을 형성할 수 있다. Therefore, it is possible to form a uniform barrier metal film 26 to a small thickness.그러므로, 기판 (3) 에 형성되어 있는, 예를 들어, 수백 나노미터 폭의 작은 오목부의 내부에도, 매우 작은 두께로 우수한 매립 특성을 갖는 배리어 금속막 (26) 을 고속으로 매우 정밀하게 형성할 수 있게 된다. Therefore, it formed on the substrate 3, for example, a few hundred nanometers from the inside of the small concave portion in the width, with excellent burial properties in a very small thickness of the barrier metal film 26 a can be very precisely formed at a high speed it is possible.

또한, 금속 부재 (7) 자체가 플라즈마 발생을 위한 전극으로 사용된다. Further, the metal member 7 itself is used as an electrode for plasma generation.따라서, 챔버 (1) 의 원통형 부분 둘레에 플라즈마 안테나 (9) 가 설치될 필요가 없으므로, 주변 구성의 자유도를 증가시킬 수 있다. Therefore, it is not necessary to the plasma antenna 9 installed around the cylindrical portion of the chamber (1), it is possible to increase the degree of freedom of the surrounding configuration.

도 8 을 참조하여, 본 발명의 제 5 실시예에 의한 배리어 금속막 제조 장치 및 배리어 금속막 제조 방법을 설명한다. Refer to FIG. 8, will be described barrier metal film production apparatus and a barrier metal film production method according to the fifth embodiment of the present invention.도 8 은 본 발명의 제 5 실시예에 의한 배리어 금속막 제조 장치의 개략 단면도이다. Figure 8 is a schematic side view of the barrier metal film production apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.도 1 에서 나타낸 부재들과 동일한 부재들에는 동일 도면 부호를 부여하고, 중복된 설명은 생략한다. Are also the same members as the members illustrated in the 1 are assigned the same numerals, and duplicate explanations are omitted.

막으로 형성될 재료가 밀착성의 면에서 문제가 없는 재료 (예를 들어, Al) 이거나 질화물이 밀착성을 유지할 수 있는 금속인 경우, 배리어 금속막 (26) 에서 M 박막 (25) 을 생략할 수 있다. In view of material adhesion to be formed as a film material is not a problem (e.g., Al), or may be omitted if the metal in the nitride can retain adhesion, M film 25 on the barrier metal film 26 .

상술한 배리어 금속막 제조 장치에서는, 제 1 실시예와 동일한 효과가 얻어진다. In the above-described barrier metal film production apparatus, the same effects as the first embodiment can be obtained.또한, 가스용 공급 라인을 단순화시킬 수 있고, 플라즈마원의 개수도 감소시킬 수 있다. In addition, a supply line for the gases can be simplified, it is possible to reduce the number of the plasma sources.따라서, 제조 비용을 절감할 수 있다. Therefore, it is possible to reduce the manufacturing cost.

도 9 를 참조하여, 본 발명에 의한 배리어 금속막 제조 장치와 배리어 금속막 제조 방법의 제 6 실시예를 설명한다. Reference to Figure 9, a description of a sixth embodiment of a barrier metal film production apparatus and a barrier metal film production method according to the present invention.도 9 는 본 발명의 제 6 실시예에 의한 배리어 금속막 제조 장치의 개략 단면도이다. Figure 9 is a schematic side view of the barrier metal film production apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.도 3 내지 도 5 및 도 8 에 나타낸 제 2 및 제 5 실시예와 동일한 부재들에는 동일 도면 부호들을 부여하고, 중복된 설명은 생략한다. S 3 to 5, and the second and the same elements as the fifth embodiment shown in Figure 8 are assigned the same numerals, and duplicate explanations are omitted.

막으로 형성될 재료가 밀착성의 면에서 문제가 없는 재료 (예를 들어, Al) 이거나 질화물이 밀착성을 유지할 수 있는 금속인 경우, 배리어 금속막 (26) 에서 M 박막 (25) 을 생략할 수 있다. In view of material adhesion to be formed as a film material is not a problem (e.g., Al), or may be omitted if the metal in the nitride can retain adhesion, M film 25 on the barrier metal film 26 .

상술한 배리어 금속막 제조 장치에서는, 제 2 실시예와 동일한 효과가 얻어진다. In the above-described barrier metal film production apparatus, the same effects as the second embodiment can be obtained.또한, 가스용 공급 라인을 단순화시킬 수 있고, 플라즈마원의 개수도 감소시킬 수 있다. In addition, a supply line for the gases can be simplified, it is possible to reduce the number of the plasma sources.따라서, 제조 비용을 절감할 수 있다. Therefore, it is possible to reduce the manufacturing cost.

도 10 을 참조하여, 본 발명에 의한 배리어 금속막 제조 장치 및 배리어 금속막 제조 방법의 제 7 실시예를 설명한다. Referring to Fig. 10, it will be described a seventh embodiment of the method for producing a barrier metal film production apparatus and a barrier metal film according to the present invention.도 10 은 본 발명의 제 7 실시예에 의한 배리어 금속막 제조 장치의 개략 단면도이다. 10 is a schematic side view of the barrier metal film production apparatus according to the seventh embodiment of the present invention.도 6 및 도 8 에 나타낸 제 3 및 제 5 실시예와 동일한 부재들에는 동일 도면 부호들을 부여하고, 중복된 설명은 생략한다. S 6 and the third and the same elements as the fifth embodiment shown in Figure 8 are assigned the same numerals, and duplicate explanations are omitted.

막으로 형성될 재료가 밀착성의 면에서 문제가 없는 재료 (예를 들어, Al) 이거나 질화물이 밀착성을 유지할 수 있는 금속인 경우, 배리어 금속막 (26) 에서 M 박막 (25) 을 생략할 수 있다. In view of material adhesion to be formed as a film material is not a problem (e.g., Al), or may be omitted if the metal in the nitride can retain adhesion, M film 25 on the barrier metal film 26 .

상술한 배리어 금속막 제조 장치에서는, 제 3 실시예와 동일한 효과가 얻어진다. The barrier metal film production apparatus described above, first the same effect as the third embodiment.또한, 가스용 공급 라인을 단순화시킬 수 있고, 플라즈마원의 개수도 감소시킬 수 있다. In addition, a supply line for the gases can be simplified, it is possible to reduce the number of the plasma sources.따라서, 제조 비용을 절감할 수 있다. Therefore, it is possible to reduce the manufacturing cost.

도 11 을 참조하여, 본 발명에 의한 배리어 금속막 제조 장치 및 배리어 금속막 제조 방법의 제 8 실시예를 설명한다. Referring to Fig. 11, a description will be given of an eighth embodiment of the method for producing a barrier metal film production apparatus and a barrier metal film according to the present invention.도 11 은 본 발명의 제 8 실시예에 의한 배리어 금속막 제조 장치의 개략 단면도이다. 11 is a schematic side view of the barrier metal film production apparatus according to an eighth embodiment of the present invention.도 7 및 도 8 에 나타낸 제 4 및 제 5 실시예와 동일한 부재들에는 동일 도면 부호들을 부여하고, 중복된 설명은 생략한다. S 7 and 4 and the same elements as the fifth embodiment shown in Figure 8 are assigned the same numerals, and duplicate explanations are omitted.

배리어 금속막 (26) 이 형성되어 있는 기판 (3) 은, 막 형성 장치에 의해 배리어 금속막 (26) 상에 형성된 구리 (Cu) 박막 또는 알루미늄 (Al) 박막을 갖게 된다. A substrate on which the barrier metal film 26 has been formed (3) is imparted with a copper (Cu) thin film or an aluminum (Al) film formed on the barrier metal film 26 by a film forming apparatus.배리어 금속막 (26) 이 존재하므로, 예를 들어, MN 박막 (24) 에 의해서는 기판 (3) 으로의 Cu 확산이 방지되고, M 박막 (25) 에 의해서는 Cu 의 밀착성이 보장되는 이점이 생긴다. Because the barrier metal film 26 is present, for example, diffusion of Cu into the substrate 3 by the thin MN film 24 is prevented, and the advantage that it ensures adhesion of Cu by the thin M film 25 It occurs.

막으로 형성될 재료가 밀착성의 면에서 문제가 없는 재료 (예를 들어, Al) 이거나 질화물이 밀착성을 유지할 수 있는 금속인 경우, 배리어 금속막 (26) 에서 M 박막 (25) 을 생략할 수 있다. In view of material adhesion to be formed as a film material is not a problem (e.g., Al), or may be omitted if the metal in the nitride can retain adhesion, M film 25 on the barrier metal film 26 .

상술한 배리어 금속막 제조 장치에서는, 제 4 실시예와 동일한 효과가 얻어진다. In the above-described barrier metal film production apparatus, the same effect as the fourth embodiment.또한, 가스용 공급 라인을 단순화시킬 수 있고, 플라즈마원의 개수도 감소시킬 수 있다. In addition, a supply line for the gases can be simplified, it is possible to reduce the number of the plasma sources.따라서, 제조 비용을 절감할 수 있다. Therefore, it is possible to reduce the manufacturing cost.

상술한 배리어 금속막 제조 장치에서는, 플라즈마에 의해 금속을 형성하여 배리어 금속막 (123) 을 제조한다. In the above-described barrier metal film production apparatus, to produce a barrier metal film 123 by forming a metal by plasmas.따라서, 작은 두께로 균일하게 배리어 금속막 (123) 을 형성할 수 있다. Therefore, it is possible to form the metal film 123 on the barrier uniformly to a small thickness.그 결과, 기판 (103) 에 형성되어 있는, 예를 들어, 수백 나노미터 폭의 작은 오목부의 내부에도, 매우 작은 두께로 우수한 매립 특성을 갖는 배리어 금속막 (123) 을 고속으로 매우 정밀하게 형성할 수 있게 된다. As a result, formed on the substrate 103, for example, several hundreds, even inside a small recess in the nanometer range, can very precisely formed at a high speed for the barrier metal film 123 with excellent burial properties in a very small thickness It can be so.

또한, O 2 가스 플라즈마를 발생시켜 금속층 (123a) 의 표면 상에 산화물층 (124) 을 형성한다. Also, O 2 gas to the plasma generator to form the oxide layer 124 on the surface of the metal layer (123a).따라서, 배리어 금속막 (123) 의 표면에 금속이 막으로 형성될 때, 금속과의 젖음성이 양호해지고, 금속의 밀착성도 증가될 수 있다. Therefore, when the metal to the surface of the barrier metal film 123 is formed as a film, it becomes excellent in wetting with the metal, it can be increased adhesion to the metal.또한, H 2 가스 플라즈마를 발생시켜 산화물층 (124) 의 표면에 수산기 (OH 기) 를 형성한다. Further, by generating the H 2 gas plasma to form hydroxyl groups (OH groups) on the surface of the oxide layer 124.따라서, 친수성이 향상되므로 막으로 형성될 금속과의 밀착성을 더욱 증가시킬 수 있다. Therefore, it is possible to increase hydrophilicity, so further increasing the adhesion between the metal and be formed as a film.

제 10 실시예에서는, 가스를 공급하는 노즐의 개수를 감소시킬 수 있으므로, 공간면에서 이점이 있다. In the tenth embodiment, it is possible to reduce the number of nozzles for supplying a gas, the advantage in space.

제 10 실시예의 배리어 금속막 제조 장치에서, O 2 가스 플라즈마는 에칭에는 사용되지 않고 산화물층 (124, 도 16 참조) 의 형성에만 사용될 수 있다. In a 10 embodiment of the barrier metal film production apparatus, O 2 gas plasma can be used only for the formation of the oxide layer 124 (see FIG. 16) without being used for etching.이 경우, 배리어 금속막 (123) 은 MN 층 (123b) 만의 단일층으로 된다. In this case, the barrier metal film 123 is a single layer only MN layer (123b).예를 들어, 기판 (103) 상에 막으로 형성될 금속이 밀착성의 면에서 문제가 없는 금속 (예를 들어, Al) 이라면, 에칭에 의해 금속층 (123a) 를 형성하는 처리를 생략할 수 있다. For example, substrate 103 does not have at the surface of the metal to be formed as a film on the adhesion problem metallic If (e. G., Al), it is possible to omit the process of forming a metal layer (123a) by etching.

상술한 배리어 금속막 제조 장치에서는, 제 9 실시예와 동일하게, 매우 작은 두께로 매립 특성이 우수한 배리어 금속막 (123) 을 고속으로 형성할 수 있다.또한, 전체 막 두께는 단일층으로 구성된 막 두께 그대로 유지할 수 있다. In the above-described barrier metal film production apparatus, the ninth embodiment can be for example in the same manner, forming a burial properties excellent in the barrier metal film 123 with a very small thickness at a high speed., The entire film thickness is also a film consisting of a single layer The thickness can retain.이 상태로, 금속의 확산을 방지하고 막으로 형성될 금속과의 밀착성을 양호하게 하는 배리어 금속막을 제조할 수 있게 된다. In this state, it is possible to manufacture preventing diffusion of metal and a barrier metal film which can improve the adhesion between the metal and be formed as a film.

또한, 배리어 금속막 (123) 의 표면에 금속이 막으로 형성될 때, 금속과의 젖음성이 양호해지고, 금속의 밀착성도 증가될 수 있다. Further, when the metal to the surface of the barrier metal film 123 is to be formed as a film, it becomes excellent in wetting with the metal, it can be increased adhesion to the metal.또한, 친수성이 향상되어, 막으로 형성될 금속과의 밀착성이 더욱 증가될 수 있다. In addition, the hydrophilicity is improved, and the adhesion between the metal and be formed as a film can be further increased.

이 경우, 가스를 공급하는 노즐의 개수를 감소시킬 수 있으므로, 공간면에서 이점이 있다. In this case, it is possible to reduce the number of the nozzles for supplying the gases, the advantage in space.

O 2 가스 플라즈마는 에칭에는 사용되지 않고 산화물층 (124, 도 16 참조) 의 형성에만 사용될 수 있다. O 2 gas plasma can be used only for the formation of the oxide layer 124 (see FIG. 16) without being used for etching.이 경우, 배리어 금속막 (123) 은 MN 층 (123b) 만의 단일층으로 된다. In this case, the barrier metal film 123 is a single layer only MN layer (123b).예를 들어, 기판 (103) 상에 막으로 형성될 금속이 밀착성면에서 문제가 없는 금속 (예를 들어, Al) 인 경우, 에칭에 의해 금속층 (123a) 을 형성하는 처리는 생략할 수 있다. For example, if the substrate 103 from the metal, the adhesion surface to be formed as a film on the metal is not a problem (e.g., Al), the process of forming a metal layer (123a) by etching can be omitted.

돌출부들 (144) 사이에는, 돌출부들 (144) 보다 반경 방향으로 더 짧은 제 2 돌출부들이 배치될 수도 있다. Between the protrusions 144, and than the protrusions 144 may be further arranged to Second protrusions shorter in the diametrical direction.또한, 돌출부들 (144) 과 제 2 돌출부들 사이에는 짧은 돌출부들이 더 배치될 수도 있다. In addition, there are small projections may be further disposed between the protrusions 144 and the second projection.이와 같이 함으로써, 유도 전류를 억제하여 에칭되는 대상인 피에칭 부재의 면적을 확보할 수 있다. In this way, it is possible to secure the area of ​​the etched member to be subject to etching by suppressing the induction current.

상술한 배리어 금속막 제조 장치에서는, 작은 두께로 균일하게 배리어 금속막 (123) 을 형성할 수 있다. The barrier metal film production apparatus described above, it is possible to form the metal film 123 on the barrier uniformly to a small thickness.그 결과, 기판 (103) 에 형성되어 있는, 예를 들어, 수백 나노미터 폭의 작은 오목부의 내부에도, 매우 작은 두께로 우수한 매립 특성을 갖는 배리어 금속막 (123) 을 고속으로 매우 정밀하게 형성할 수 있게 된다. As a result, formed on the substrate 103, for example, several hundreds, even inside a small recess in the nanometer range, can very precisely formed at a high speed for the barrier metal film 123 with excellent burial properties in a very small thickness It can be so.

도 26 을 참조하여, 본 발명의 제 13 실시예에 의한 배리어 금속막 제조 장치 및 배리어 금속막 제조 방법을 설명한다. With reference to Fig. 26 to be described the barrier metal film production apparatus and a barrier metal film production method according to a thirteenth embodiment of the present invention.도 26 은 본 발명의 제 13 실시예에 의한 배리어 금속막 제조 장치의 개략 단면도이다. 26 is a schematic side view of the barrier metal film production apparatus according to a thirteenth embodiment of the present invention.도 12 내지 도 25 에나타낸 부재들과 동일한 부재들에는 동일 도면 부호들을 부여하고, 중복된 설명은 생략한다. The same members as the members tanaen INC 12 to 25 are assigned the same numerals, and duplicate explanations are omitted.

상술한 배리어 금속막 제조 장치에서는, 작은 두께로 균일하게 배리어 금속막 (123) 을 형성할 수 있다. The barrier metal film production apparatus described above, it is possible to form the metal film 123 on the barrier uniformly to a small thickness.따라서, 기판 (103) 에 형성되어 있는, 예를 들어, 수백 나노미터 폭의 작은 오목부의 내부에도, 매우 작은 두께로 우수한 매립 특성을 갖는 배리어 금속막 (123) 을 고속으로 매우 정밀하게 형성할 수 있게 된다. Therefore, formed on the substrate 103, e.g., a few hundred nanometers from the inside of the small concave portion in the width, can be formed with high precision at a high speed for the barrier metal film 123 with excellent burial properties in a very small thickness it is possible.

도 27 을 참조하여, 본 발명의 제 14 실시예에 의한 배리어 금속막 제조 장치 및 배리어 금속막 제조 방법을 설명한다. Reference to Figure 27, description will now be a barrier metal film production apparatus and a barrier metal film production method according to a fourteenth embodiment of the present invention.도 27 은 본 발명의 제 14 실시예에 의한 배리어 금속막 제조 장치의 개략 단면도이다. 27 is a schematic side view of the barrier metal film production apparatus according to a fourteenth embodiment of the present invention.도 12 내지 도 26 에 나타낸 부재와 동일한 부재에는 동일 도면 부호를 부여하고, 중복된 설명은 생략한다. Are assigned the same numerals member and the same members shown in Figures 12 to 26, and duplicate explanations are omitted.

상술한 배리어 금속막 제조 장치에서는, 작은 두께로 균일하게 배리어 금속막 (123) 을 형성할 수 있다. The barrier metal film production apparatus described above, it is possible to form the metal film 123 on the barrier uniformly to a small thickness.따라서, 기판 (103) 에 형성되어 있는, 예를 들어, 수백 나노미터 폭의 작은 오목부의 내부에도, 매우 작은 두께로 우수한 매립 특성을 갖는 배리어 금속막 (123) 을 고속으로 매우 정밀하게 형성할 수 있게 된다. Therefore, formed on the substrate 103, e.g., a few hundred nanometers from the inside of the small concave portion in the width, can be formed with high precision at a high speed for the barrier metal film 123 with excellent burial properties in a very small thickness it is possible.

또한, 금속 부재 (107) 자체가 플라즈마 발생을 위한 전극으로 적용된다. Further, the metal member 107 itself is applied as an electrode for plasma generation.따라서, 챔버 (101) 의 원통형 부분 둘레에 플라즈마 안테나를 설치할 필요가 없으므로, 주변 구성의 자유도를 증가시킬 수 있다. Therefore, it is not necessary to provide a plasma antenna around the cylindrical portion of the chamber 101, it is possible to increase the degree of freedom of the surrounding configuration.

첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명에 의한 금속막 제조 방법 및 금속막 제조 장치를 설명한다. With reference to the accompanying drawings, will be described metal film production method and metal film production apparatus according to the present invention.본 발명의 금속막 제조 방법은, 기판으로의 확산을 방지하기 위해 기판의 표면 상에 형성된, 예를 들어, 탄탈륨 질화물 (TaN) 로 된 배리어 금속막의 밀착성을 향상시키는 처리를 포함한다. The metal film production method of the present invention, for in order to prevent diffusion into the substrate, which is formed on the surface of the substrate, for example, a treatment for improving the adhesion between the barrier metal film by tantalum nitride (TaN).

본 발명의 제 1 실시형태에 의하면, TaN 로 된 배리어 금속막의 표면을 희 가스 (예를 들어, 아르곤: Ar) 플라즈마로 에칭하여 배리어 금속막을 평탄화한다. According to the first embodiment of the present invention, (e.g., argon: Ar) of the surface of the barrier metal film of TaN is flattened by etching with a diluent gas plasma to a barrier metal film.또한, Ar + 를 사용하여 배리어 금속막의 표면층에서 질소 원자들을 제거함으로써, 배리어 금속막의 매트릭스의 내부에 비하여 표면층의 질소 함량을 감소시킨다 (이하, 이러한 표면 처리를 탈질화 처리라 한다). Further, by removing nitrogen atoms in a superficial layer of the barrier metal film by using the Ar +, the barrier reduces the nitrogen content of the superficial layer relative to an interior of a matrix of the metal film (hereinafter referred to as denitrification such a surface treatment).탈질화 처리로 인해 단일층 배리어 금속막의 표면층에 금속 (Ta) 으로 된 막이 실질적으로 형성된다. A film of a metal (Ta) in the single-layer barrier metal film surface layer is substantially formed in a due to denitrification.이 방식으로, 높은 질량수를 갖는 저가의 가스를 사용하여, 금속의 확산을 방지하고 금속의 밀착성을 유지할 수 있는 배리어 금속막이, 매우 효율적이고 확실하게 박막 상태로 제조된다. In this way, by using the low-cost of the gas having a high mass number, preventing diffusion of metal and barrier metal film which can maintain the adhesion of the metal, it is very effective and reliably made of a thin-film state.

배리어 금속막용 재료에 따라, 플라즈마의 파워 및 전력 인가 시간을 제어하면서, 희 가스 플라즈마 (예를 들어, 아르곤: Ar) 로 에칭하여 표면을 평탄화하는 처리만을 수행할 수 있다. Depending on the barrier metal film material, while controlling the power and the power application time of the plasma, a diluent gas plasma: can be etched into (e.g., argon, Ar) performs only the process of flattening the surface.이와 같이 하여, 밀착성을 향상시킬 수 있다. In this way, it is possible to improve the adhesion.배리어 금속막으로는, TaN 외에도 텅스텐 질화물 또는 티타늄 질화물을 사용할 수 있다. As a barrier metal film, TaN may be used in addition to the tungsten nitride or titanium nitride.희 가스로는, 아르곤 외에도 헬륨, 크립톤 또는 네온을 사용할 수 있다. Diluent gas, argon may be used in addition to helium, krypton or neon.

본 발명의 제 1 실시형태에 의한 장치의 구체적인 구성은 다음과 같을 수 있다. A specific configuration of the device according to the first embodiment of the present invention may be as follows.기판과 Ta 로 제조된 피에칭 부재 사이의 챔버 내부에 할로겐을 함유하는 원료 가스 (예를 들어, 염소 함유 가스) 를 공급하고, 챔버 내부의 분위기를 플라즈마화하여 염소 가스 플라즈마를 발생시킨다. (For example, chlorine-containing gas) source gas containing a halogen into the chamber between the substrate and the etched member made of Ta is supplied to the plasma atmosphere within the chamber screen to generate a chlorine gas plasma.염소 가스 플라즈마에 의해 피에칭 부재가 에칭되어, 피에칭 부재 내에 함유된 Ta 성분과 염소 가스를 포함하는 전구체가 형성된다. The etched member is etched with the chlorine gas plasma to form a precursor comprising the Ta component contained in the etched member and the chlorine gas.또한, 질소 함유 기체가 여기되고, 여기된 질소와 전구체와의 반응으로 금속 질화물인 TaN 이 형성된다. Also, a nitrogen-containing gas is excited, a metal nitride, TaN as the reaction with the excited nitrogen and the precursor is formed.이와 같이 형성된 TaN 은 낮은 온도로 유지되는 기판 상에 막으로 형성되어 배리어 금속막으로 형성된다. TaN thus formed is formed as a film on the substrate kept at a low temperature barrier is formed of a metal film.이 공정은 배리어 금속막 제조 장치를 사용하여 수행된다. This process is performed by using a barrier metal film production apparatus.이 방식으로 배리어 금속막을 제조한 후에, 챔버 내에서 Ar 가스 플라즈마를 발생시켜 에칭과 탈질화 처리를 수행한다. After the barrier metal film in this way, to generate an Ar gas plasma in the chamber and performs an etching and denitrification.

또는, 제 1 실시형태의 구체적인 장치 구성은 다음과 같을 수도 있다. Alternatively, the concrete apparatus construction of the first embodiment may be as follows.챔버 내로 염소 가스를 공급하고, 챔버 내부의 분위기를 플라즈마화하여 염소 가스플라즈마를 발생시킨다. A chlorine gas is supplied into the chamber, and a plasma atmosphere in the chamber to generate a chlorine gas plasma.구리 (Cu) 로 제조된 피에칭 부재가 염소 가스 플라즈마에 의해 에칭되어 피에칭 부재에 함유된 Cu 성분과 염소를 포함하는 전구체가 챔버 내부에 형성된다. An etched member made of copper (Cu) is etched with the chlorine gas plasma a precursor comprising the Cu component contained in the etched member and chlorine inside the chamber is formed.기판의 온도를 피에칭 부재의 온도보다 낮은 온도로 유지하여 기판 상에 전구체의 Cu 성분으로 된 막을 형성한다. By keeping the temperature of the substrate to a temperature lower than the temperature of the etched member to form a film of a Cu component of the precursor on the substrate.이 공정은 금속막 제조 장치를 사용하여 수행된다. This process is performed using the metal film production apparatus.TaN 으로 된 배리어 금속막이 형성된 기판을 챔버 내에 수용하여 배리어 금속막 상에 Cu 성분을 막으로 형성하기 전에, Ar 가스 플라즈마를 발생시켜 에칭과 탈질화 처리를 수행한다. A substrate having a barrier metal film is formed prior to forming into a film a Cu component on the barrier metal film accommodated in the chamber TaN, to generate an Ar gas plasma to perform etching and denitrification.

배리어 금속 CVD (403) 에 제 1 실시형태의 금속막 제조 장치가 구비될 수도 있고, 전용 제 1 실시형태에 의한 금속막 제조 장치가 로봇 (401) 주변에 구비될 수도 있다. The barrier may be provided with a first embodiment of the metal film production apparatus in a metal CVD (403), a metal film production apparatus according to the first embodiment only a may be provided around the robot (401).

첨부된 도면들을 참조하여, 제 1 실시형태에 의한 금속막 제조 방법 및 금속막 제조 장치의 실시예들을, 그 장치가 Cu-CVD (404) 에 구비된 경우를 예로 들어설명한다. With reference to the accompanying drawings, the embodiments of the metal film production method and metal film production apparatus according to the first embodiment, will be described a case that the device is provided in the Cu-CVD (404) as an example.

Ar + 의 발생량을 증가시키기 위해, 플라즈마 안테나 (209) 에 인가하는 전압을 증가시키거나 Ar 가스의 유량을 증가시키는 제어를 실시한다. In order to increase the amount of Ar +, it performs a control to increase the voltage applied to the plasma antenna 209 or to increase the flow rate of the Ar gas.Ar + 를 기판측으로 끌어당기기 위해, 바이어스 전원 (220) 을 제어하여 기판의 전위를 마이너스측으로 낮춘다. To pull the Ar + toward the substrate, by controlling the bias power source 220 lowers the potential of the substrate to the minus side.이를 위해서는, 미리 설정된 스케줄에 따라 스케줄 제어를 실시하는 것이 용이하다. To do this, it is easy to carry out the schedule control according to a preset schedule.탈질화 처리를 수행하면서, 금속층 (223a) 의 깊이 분포를 측정한다. While performing the denitrification, and measure the depth distribution of the metal layer (223a).그 측정 결과에 기초하여, 플라즈마 안테나 (209) 의 전압 또는 Ar 가스의 유량에 대한 제어, 또는 바이어스 전원 (220) 에 대한 제어를 실시할 수도 있다. And based on the measurement results, it is also possible to conduct control for the control of the flow rate of the Ar gas or the voltage of the plasma antenna 209, or the bias power source 220.

도 34 내지 도 36 을 참조하여, 본 발명의 제 16 실시예에 의한 금속막 제조 방법 및 금속막 제조 장치를 설명한다. See Fig. 34 to Fig. 36 to be described metal film production method and metal film production apparatus according to a sixteenth embodiment of the present invention.도 34 는 본 발명의 제 16 실시예에 의한 금속막 제조 장치의 개략 단면도이다. 34 is a schematic view of the metal film production apparatus according to a sixteenth embodiment of the present invention.도 35 는 도 34 에서 화살표로 나타낸 라인 VIII-VIII 을 따라 절취한 단면이다. Figure 35 is a section taken along the line VIII-VIII indicated by the arrow in Figure 34.도 36 은 도 35 에서 화살표로 나타낸 라인 IX-IX 을 따라 절취한 단면이다. Figure 36 is a section taken along the line IX-IX indicated by the arrow in Figure 35.도 29 에 나타낸 부재들과 동일한 부재들에는 동일 도면 부호를 부여하고, 중복된 설명은 생략한다. The same members as the members illustrated in Figure 29 are assigned the same numerals, and duplicate explanations are omitted.

챔버 (201) 의 상면은 개구부이고, 절연 재료 (예를 들어, 세라믹) 으로 제조된 디스크형 천장판 (230) 으로 밀폐된다. The upper surface of the chamber 201 is an opening, and is closed with a disk-shaped ceiling board 230 made of an insulating material (e.g., ceramic).챔버 (201) 상면의 개구부와 천장판 (230) 사이에는 금속 (구리, Cu) 로 제조된 피에칭 부재 (231) 가 개재된다. Between the chamber 201 and the top plate opening 230 of the upper surface it is interposed An etched member 231 made of a metal (copper, Cu).피에칭 부재 (231) 는 챔버 (201) 상면의 개구부에 고정되는 링부 (232) 를 구비한다. The etched member 231 has a ring 232 that is fixed to the opening portion of the upper surface of the chamber 201.링부 (232) 의 내측 둘레에는, 챔버 (201) 의 반경 방향으로 중심부 근처까지 연장하고 동일한 폭을 갖는 복수의 (본 실시예에서는 12 개) 의 돌출부 (233) 가 원주 방향으로 제공된다. In the inner periphery of the ring portion 232, the projections 233 of (twelve in this embodiment) having a plurality of equal width and extending in the radial direction of the chamber 201 to the vicinity of the center is provided in the circumferential direction.

돌출부들 (233) 사이에는 돌출부들 (233) 보다 반경 방향으로 더 짧은 제 2 돌출부들이 배치될 수도 있다. Between the projections 233, it may be arranged to further Second protrusions shorter in the diametrical direction than the protrusions 233.또한, 돌출부들 (233) 과 제 2 돌출부들 사이에는 짧은 돌출부들이 더 배치될 수도 있다. In addition, there are small projections may be further disposed between the protrusions 233 and second protrusions.이와 같이 함으로써, 유도 전류를 억제하여 에칭되는 대상인 구리의 면적을 확보할 수 있다. In this way, it is possible to secure the copper area of ​​the object to be etched with an induced current being suppressed.

그 반응들은 상술한 제 15 실시예와 동일하다. The reactions are the same as those of the above-described 15th embodiment.반응에 참여하지 않는 가스들과 반응 생성물들은 배기구 (217) 를 통하여 배출된다. Do not participate in the reaction gases and the reaction products are exhausted through an exhaust port 217.

도 37 을 참조하여, 본 발명의 제 17 실시예에 의한 금속막 제조 방법 및 금속막 제조 장치를 설명한다. Refer to FIG. 37 to be described metal film production method and metal film production apparatus according to the seventeenth embodiment of the present invention.도 37 은 본 발명의 제 17 실시예에 의한 금속막제조 장치의 개략 단면도이다. 37 is a schematic side view of the metal film production apparatus according to the seventeenth embodiment of the present invention.도 29 및 도 34 에 나타낸 부재들과 동일한 부재들에는 동일 도면 부호들을 부여하고, 중복된 설명은 생략한다. Of 29 and the same members as the members illustrated in Figure 34 are assigned the same numerals, and duplicate explanations are omitted.

이 경우의 반응들은 전술한 제 15 실시예와 동일하고, 반응에 참여하지 않는 가스들과 에칭 생성물들은 배기구 (217) 를 통하여 배출된다. The reaction in this case they are not participating in the same, and the reaction with the above-described fifteenth example gases and the etching product are exhausted through an exhaust port 217.

도 38 을 참조하여, 본 발명의 제 18 실시예에 의한 금속막 제조 방법 및 금속막 제조 장치를 설명한다. Refer to FIG. 38 to be described metal film production method and metal film production apparatus according to the eighteenth embodiment of the present invention.도 38 은 본 발명의 제 18 실시예에 의한 금속막 제조 장치의 개략 단면도이다. 38 is a schematic side view of the metal film production apparatus according to the eighteenth embodiment of the present invention.도 29, 도 34 및 도 37 에 나타낸 부재들과 동일한 부재들에는 동일 도면 부호들을 부여하고, 중복된 설명은 생략한다. 29, the same members as the members illustrated in FIGS. 34 and 37 are assigned the same numerals, and duplicate explanations are omitted.

상술한 금속막 제조 장치에서는, 플라즈마에 의해 금속을 형성하여 배리어 금속막으로 MN 박막 (274) 을 제조한다. In the above-described metal film production apparatus, to produce the thin MN film 274 as a barrier metal film by forming a metal by plasmas.따라서, 작은 두께로 균일하게 배리어 금속막을 형성할 수 있다. Therefore, it is possible to form a barrier metal film uniformly to a small thickness.그러므로, 기판 (253) 에 형성되어 있는, 예를 들어, 수백 나노미터 폭의 작은 오목부의 내부에도, 매우 작은 두께로 우수한 매립 특성을 갖는 배리어 금속막을 고속으로 매우 정밀하게 형성할 수 있게 된다. Thus, for, for example, it is formed on substrate 253, several hundred, even inside a small recess in the nanometer range, it is possible to highly precisely form a barrier metal film at a high speed with excellent burial properties in a very small thickness.

상술한 금속막 제조 장치에서는, 배리어 금속막으로 MN 박막 (274) 을 형성한 후, Ar 가스 플라즈마를 발생시킨다. In the above-described metal film production apparatus, the barrier metal film after formation of the thin MN film 274, thereby generating an Ar gas plasma.Ar 가스 플라즈마를 발생시키면, 기판 (253) 표면의 배리어 금속막이 Ar + 로 인해 에칭되어 배리어 금속막이 평탄화 처리된다. When the Ar gas plasma, the substrate 253 is etched due to Ar + barrier metal film of a barrier metal film is surface treated planarized.또한, 배리어 금속막의 표면층에서 TaN 중 질소 원자들 (N) 이 제거되는 탈질화 처리가 수행된다. Moreover, the denitrification is a barrier to the nitrogen atom of the TaN in the superficial layer of the metal film (N) is removed is performed.배리어 금속막을 평탄화하고 표면층의 TaN 중의 질소 원자들 (N) 을 제거하여 탈질화 처리를 한 후, 막 형성 장치에 의해 배리어금속막 상에 구리 (Cu) 박막 또는 알루미늄 (Al) 박막을 형성한다. Barrier planarizing a metal film and to form a copper (Cu) thin film or a thin aluminum (Al) film on the barrier metal film after a surface layer of the denitration process by removing the nitrogen atoms (N) of the TaN, a film forming apparatus.Ar 가스 플라즈마를 발생시켜 배리어 금속막을 평탄화 처리하고 탈질화 처리하는 세부 공정들은 제 15 실시예와 동일하다. Ar detail the step of flattening the barrier metal film by the gas plasma generation process and the denitration treatment screen are the same as those of the fifteenth embodiment.따라서, 그에 관한 설명은 생략한다. Thus, relevant explanations are omitted.

전술한 금속막 제조 장치에서는, 제 15 실시예와 동일하게, 막 두께를 두껍게 하지 않으면서 배리어 금속막을 2 층 구조 상태로 할 수 있고, 이에 따라 형성된 금속막으로 인해 후속 단계에서의 막 형성에 의해 형성되는 금속 박막과의 밀착성을 유지할 수 있다. In the above-described metal film production apparatus, the fifteenth embodiment and may be the same as, the barrier metal film without becoming thick in a two-layer structure state, due to the metal film formed accordingly by the film formation in the subsequent step it is possible to maintain adhesion to the metal thin film is formed.한편, TaN 층은 후속 단계에서의 막 형성 동안 금속의 확산을 방지할 수 있게 한다. On the other hand, TaN layer can prevent diffusion of metal during film formation in the subsequent step.따라서, 후속 단계의 막 형성 동안 밀착성이 양호하고 기판 (253) 으로의 확산이 없는 금속 박막 (Cu 박막) 을 형성할 수 있으므로, Cu 배선 공정을 안정화시킬 수 있다. Thus, since the adhesion during forming a film in a subsequent step can be satisfactorily formed, and a metal film (Cu film), without diffusion into the substrate 253, and that the Cu wiring process can be stabilized.

배리어 금속막을 제조하는 금속막 제조 장치의 구성으로는, 용량 결합 플라즈마를 발생시키는 유형의 장치 또는 막 형성 챔버와는 분리된 방식으로 플라즈마를 발생시키는 리모트 (remote) 유형의 장치를 채용할 수 있다. The configuration of the metal film production apparatus for producing the barrier metal film is, may employ the remote (remote) types of apparatus for generating a plasma in a manner isolated from the capacitive coupling type of device or the film forming chamber to generate a plasma.

다음, 본 발명의 제 2 실시형태를 설명한다. Next will be described a second embodiment of the present invention.제 2 실시형태에 의하면, TaN 으로 된 배리어 금속막에 대하여, 환원성 가스 (예를 들어, 수소 가스) 분위기 (수소 가스 플라즈마) 에서 배리어 금속막을 반응시켜 배리어 금속막의 표면 층에서 질소 원자를 제거함으로써, 배리어 금속막의 매트릭스 내부에 비하여 표면층의 질소 농도를 감소시키는 표면 처리 (이후, 이러한 처리를 탈질화 처리라 함) 를 실시한다. According to the second embodiment, by relative to the barrier metal film to the TaN, the reducing gas to the barrier to remove the nitrogen atoms in the metal film surface layer film barrier metal reaction (e. G., Hydrogen gas) atmosphere (a hydrogen gas plasma), It is subjected to surface treatment (hereinafter referred to, this denitrification process screen processing) to reduce the nitrogen concentration in the surface layer relative to an interior of a matrix of the barrier metal film.탈질화 처리로 인해, 단일층 배리어 금속막의 표면층에 실질적으로 금속 (Ta) 으로 된 막이 형성된 상태가 된다. Due to denitrification, is in a state of substantially free of a metal (Ta) in the single-layer barrier metal film surface layer film is formed.이 방식으로, 금속의 확산을 방지하고 금속의 밀착성을 유지할 수 있는 배리어 금속막이, 매우 효율적이고 확실하게 박막 상태로 제조된다. In this way, prevent diffusion of a metal and a barrier metal film which can maintain the adhesion of the metal, is very effective and reliably made of a thin-film state.

본 발명의 제 2 실시형태에 의한 장치의 구체적인 구성은 다음과 같을 수 있다. A specific configuration of the apparatus according to the second embodiment of the present invention may be as follows.챔버 내부에서 기판과 Ta 로 된 피에칭 부재 사이에 할로겐 을 함유하는 원료 가스 (예를 들어, 염소-함유 가스) 를 공급하고 챔버 내의 분위기를 플라즈마화하여 염소 가스 플라즈마를 발생시킨다. Within the chamber (e.g., a chlorine-containing gas) source gas containing a halogen between the substrate and the member to be etched is Ta, and supplies a plasma in the atmosphere in the chamber to generate a chlorine gas plasma screen.염소 가스 플라즈마에 의해 피에칭 부재가 에칭되어, 피에칭 부재에 함유된 Ta 성분과 염소 가스를 포함하는 전구체가 형성된다. The etched member is etched with the chlorine gas plasma to form a precursor comprising the Ta component contained in the etched member and the chlorine gas.또한, 질소 함유 가스가 여기되고, 여기된 질소와 전구체 사이의 반응으로 인해 금속 질화물인 TaN 이 형성된다. Also, a nitrogen-containing gas is excited, due to the reaction between excited nitrogen and the precursor is formed a metal nitride, TaN.이와 같이 형성된 TaN 이 낮은 온도로 유지되는 기판 상에 막으로 형성되어 배리어 금속막이 제조된다. Thus TaN is formed as a film on the substrate kept at a low temperature provided a barrier metal film is produced.이 공정은 배리어 금속막 제조 장치를 사용하여 수행된다. This process is performed by using a barrier metal film production apparatus.이러한 방식으로 배리어 금속막을 제조한 후에, 챔버 내부에 수소 가스 플라즈마 (또는 질소 가스 플라즈마) 를 발생시키고 라디칼인 수소와 질소를 반응시켜 탈질화 처리를 수행한다. After the barrier metal film is produced in this way, generating a hydrogen gas plasma (or a nitrogen gas plasma) within the chamber and by reacting a radical of hydrogen and nitrogen perform denitrification.즉, 도 39 에 나타낸 배리어 금속막 제조 장치를 적용할 수 있다. That is, it is possible to apply the barrier metal film production apparatus shown in Fig. 39.

또는, 제 2 실시형태에 의한 장치의 구체적인 구성은 다음과 같을 수 있다. Alternatively, the concrete construction of the apparatus according to the second embodiment may be as follows.챔버 내부로 염소 가스를 공급하고, 챔버 내부의 분위기를 플라즈마화하여 염소 가스 플라즈마를 발생시킨다. A chlorine gas is supplied into the chamber, and a plasma atmosphere in the chamber to generate a chlorine gas plasma.염소 가스 플라즈마에 의해 구리 (Cu) 로 제조된피에칭 부재가 에칭되어 챔버 내부에 피에칭 부재에 함유된 Cu 성분과 염소를 함유하는 전구체가 형성된다. An etched member made of copper (Cu) is etched with the chlorine gas plasma to form a precursor comprising the Cu component contained in the etched member and chlorine inside the chamber.기판의 온도를 피에칭 부재의 온도보다 낮은 온도로 유지사여 기판에 전구체의 Cu 성분으로 된 막을 형성한다. Maintaining the temperature of the substrate at a temperature lower than the temperature of the etched member to form a film of the Cu component of the precursor on the substrate sayeo.이 공정은 금속막 형성 장치를 사용하여 수행된다. This process is performed using a metal film forming device.TaN 으로 된 배리어 금속막이 형성되어 있는 기판을 챔버 내에 수용하고 배리어 금속막 상에 Cu 성분으로 막을 형성하기 전에, 챔버 내부에서 수소 가스 플라즈마 (또는 질소 가스 플라즈마) 를 발생시키고 라디칼인 수소와 질소를 반응시켜 탈질화 처리를 수행한다. Prior to the formation of accommodating a substrate with a film of a barrier metal of TaN has been formed in the chamber, and a film of a Cu component on the barrier metal film, a hydrogen gas plasma (or a nitrogen gas plasma) generates a reaction a radical of hydrogen and nitrogen in the chamber to perform denitrification.즉, 예를 들어, 도 29, 도 34, 도 37 및 도 38 에 나타낸 금속막 제조 장치를 적용할 수 있다. That is, for example, can be applied to the metal film production apparatus shown in Fig. 29, 34, 37 and 38.

본 발명의 제 2 실시형태에 의한 금속막 제조 방법과 금속막 제조 장치의 실시예들을, 그 장치가 Cu-CVD (404, 도 28 참조) 에 구비된 경우를 예로 들어 설명한다. Embodiments of the metal film production method and metal film production apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described for the case that the device is provided in the Cu-CVD (see 404, FIG. 28) as an example.

도 40 은 본 발명의 제 20 실시예에 의한 금속막 제조 장치의 개념 구성을 나타낸다. 40 shows the conceptual construction of the metal film production apparatus according to the 20th embodiment of the present invention.도 41 은 탈질화 처리시의 배리어 금속막의 개념 상태를 나타낸다. 41 shows the concept status of a barrier metal film at the time of denitrification.도시된 금속막 제조 장치는 도 29 에 나타낸 제 15 실시예에 의한 금속막 제조 장치의 개념 구성을 갖고, 노즐 (212) 을 통해 공급되는 가스가 달라진다. The illustrated metal film production apparatus has the conceptual construction of the metal film production apparatus according to the fifteenth embodiment shown in Figure 29, the different gas supplied through the nozzle 212.따라서, 금속막 제조 장치에서 Cu 박막을 형성하는 것은 동일하므로, 이하 그 설명은 생략한다. Thus, the metal film production apparatus is the same to form a thin Cu film, and a description thereof will be omitted below.

다음, 본 발명의 제 3 실시형태를 설명한다. Next will be described a third embodiment of the present invention.제 3 실시형태에 의하면, TaN 으로 된 배리어 금속막에 대하여 실리콘 함유 가스 (예를 들어, 실리콘의 수소화물인 실란, SiH 4 ) 의 플라즈마를 사용하여 표면을 에칭하고 실리콘 원자들의 핵을 형성하는 처리를 수행한다. According to the third embodiment, the process of etching the surface using a plasma of a silicon-containing gas (e.g., silane, SiH 4 a hydride of silicon) with respect to a barrier metal film of TaN and forming nuclei of silicon atoms to be carried out.이물질이 아닌 실리콘은 금속과의 양호한 밀착성을 가지며, 표면에 실리콘 원자들의 핵을 형성하는 것은 배리어 금속막의 금속과 그 위에 막으로 형성되는 금속 사이의 밀착성을 증가시킬 수 있다. Not a foreign matter silicone has a good adhesion to the metal, forming nuclei of silicon atoms on the surface can increase adhesion between the barrier metal film on the metal and the metal to be formed into a film.이 방법에 의해, 금속의 확산을 방지하고 금속과의 밀착성을 유지하는 배리어 금속막이 매우 효율적이면서도 성능의 저하없이 제조된다. By this method is produced preventing diffusion of metal and without metal barrier to maintain adhesion to the metal film is extremely efficient and degradation of performance.

본 발명의 제 3 실시형태에 의한 구체적인 장치의 구성은 다음과 같을 수 있다. Specific configuration of the apparatus according to the third embodiment of the present invention may be as follows.배리어 금속막 제조 장치를 사용하여, 챔버 내부의 기판과 Ta 로 된 피에칭 부재 사이에 할로겐을 함유하는 원료 가스 (예를 들어, 염소 함유 가스) 를 공급하고, 챔버 내부의 분위기를 플라즈마화하여 염소 가스 플라즈마를 발생시킨다. To the barrier using a metal film production apparatus, the source gas containing a halogen (e.g., chlorine-containing gas) to supply and to a plasma atmosphere of the chamber chlorine between the member to be etched is the substrate and the Ta of the chamber to generate a gas plasma.염소 가스 플라즈마에 의해 피에칭 부재가 에칭되어, 피에칭 부재에 함유된 Ta 성분과 염소 가스를 포함하는 전구체가 형성된다. The etched member is etched with the chlorine gas plasma to form a precursor comprising the Ta component contained in the etched member and the chlorine gas.또한, 질소 함유 가스가 여기되고, 여기된 질소와 전구체가 반응하여 금속 질화물인 TaN 이 형성된다. Also, a nitrogen-containing gas is excited, and nitrogen and the precursor where the reaction is formed a metal nitride, TaN.형성된 TaN 이 낮은 온도로 유지된 기판 상에 막으로 형성되어, 배리어 금속막이 제조된다. Formed of TaN is formed as a film on the substrate kept at a low temperature, it is made of a barrier metal film.이 방식으로 배리어 금속막을 제조한 후에, 챔버 내부에서 실리콘 함유 가스인 SiH 4 가스 플라즈마를 발생시켜, Si 의 결정 그레인들을 형성한다. After the barrier metal film in this manner, by generating the silicon-containing gas is SiH 4 gas plasma within the chamber, to form crystal grains of Si.즉, 예들 들어, 도 39 에 나타낸 배리어 금속막 제조 장치를 적용할 수 있다. That is, for instance, can be applied to the barrier metal film production apparatus shown in Fig. 39.

선택적으로는, 본 발명의 제 3 실시형태에 의한 구체적인 장치 구성은 다음과 같을 수도 있다. Alternatively, the specific device configuration according to a third embodiment of the present invention may be as follows.챔버로 염소 가스를 공급하고, 챔버 내부의 분위기를 플라즈마화하여 염소 가스 플라즈마를 발생시킨다. A chlorine gas is supplied to the chamber, and a plasma atmosphere in the chamber to generate a chlorine gas plasma.염소 가스 플라즈마에 의해 구리 (Cu) 로 제조된 피에칭 부재가 에칭되어, 피에칭 부재 내에 함유된 Cu 성분과 염소를 포함하는 전구체가 챔버 내측에 형성된다. An etched member made of copper (Cu) is etched with the chlorine gas plasma, a precursor comprising the Cu component contained in the etched member and chlorine are formed in the inner chamber.기판의 온도가 피에칭 부재의 온도보다 낮게 유지되어, 기판 상에 전구체의 Cu 성분으로 된 막이 형성된다. Is the temperature of the substrate exceed the temperature of the etched member, formed film of the Cu component of the precursor on the substrate.이 공정은 금속막 형성 장치를 사용하여 수행한다. The process is performed using a metal film forming device.TaN 으로 된 배리어 금속막이 형성되어 있는 기판을 챔버 내에 수용한다. It receives a substrate on which the barrier metal film of TaN is formed in the chamber.Cu 성분을 막으로 형성하기 전에, 챔버 내부에서 실리콘 함유 가스의 플라즈마를 발생시켜 Si 의 결정 그레인들을 형성한다. Before the formation of the Cu component in the film, to generate a plasma of a silicon-containing gas within the chamber to form crystal grains of Si.즉, 예를 들어, 도 29, 도 34, 도 37 또는 도 38 에 나타낸 금속막 제조 장치를 적용할 수 있다. That is, for example, can be applied to the metal film production apparatus shown in Fig. 29, 34, 37 or 38.

제 3 실시형태에 의한 금속막 제조 방법과 금속막 제조 장치의 실시예를, 그 장치가 Cu-CVD (404, 도 28 참조) 에 구비된 경우를 예로 들어 설명한다. The embodiments of the metal film production method and metal film production apparatus according to the third embodiment will be described for the case that the device is provided in the Cu-CVD (404, see FIG. 28) as an example.

도 42 는 본 발명의 제 21 실시예에 의한 금속막 제조 장치의 개념 구성을 나타낸다. 42 shows the conceptual construction of the metal film production apparatus according to a twenty-first embodiment of the present invention.도 43 은 Si 의 핵을 형성할 때 배리어 금속막의 개념 상태를 나타낸다. Figure 43 shows the concept status of a barrier metal film to form nuclei of Si.도시된 금속막 제조 장치는 도 29 에 나타낸 제 15 실시예에 의한 금속막 제조 장치의 개념 구성을 갖고, 노즐 (212) 을 통하여 공급되는 가스가 달라진다. The illustrated metal film production apparatus has the conceptual construction of the metal film production apparatus according to the fifteenth embodiment shown in Figure 29, the different gas supplied through the nozzle 212.따라서, 금속막 제조 장치에서 Cu 박막을 형성하는 것은 동일하므로, 이하 그 설명은 생략한다. Thus, the metal film production apparatus is the same to form a thin Cu film, and a description thereof will be omitted below.

SiH 4 가스를 수소로 희석하므로, Si 의 결정성을 향상시킬 수 있고, 그 핵을 용이하게 형성할 수 있다. Since the SiH 4 gas diluted with hydrogen, it is possible to improve the crystallinity of Si, it is possible to easily form the nucleus.이물질이 아닌 실리콘은 Ta 와 Cu 와의 밀착성이 양호하므로, 배리어 금속막 (223) 의 표면에서 Si 의 핵을 형성하여 배리어 금속막 (223) 의 Ta 와 그 위에 형성될 Cu 사이의 밀착성을 증진시킬 수 있다. Not a foreign matter silicon can enhance the adhesion between the Ta and Cu with because the adhesion is good, the barrier metal film 223 to form nuclei of Si on the surface of Cu is formed on the Ta and that of the barrier metal film 223 of have.이 방법에 의해, 금속의 확산을 방지하고 금속과의 밀착성을 유지하는 배리어 금속막(223) 이 매우 효율적이면서도 성능의 저하없이 제조된다. In this way, prevent diffusion of the metal and barrier metal film 223 to maintain adhesion to the metal is produced very efficiently and without loss of performance.

상술한 제 21 실시예는 도 34, 도 37 및 도 38 에 나타낸 제 16 내지 제 18 실시예의 금속막 제조 장치에 적용할 수 있다. The above-described twenty-first embodiment can be applied to the metal film production apparatus of the embodiment 16 to 18 embodiment shown in Figure 34, 37 and 38.또한, 도 39 에 나타낸 제 19 실시예의 배리어 금속막 제조 장치에 적용할 수도 있다. It is also possible to apply to a nineteenth embodiment of the barrier metal film production apparatus shown in Fig. 39.또한, 제 15 내지 제 19 실시예들에서 Ar 가스 플라즈마를 발생시켜 Ar + 에 의해 표면을 평탄화 처리하는 것과 배리어 금속막 (223) 의 표면층에 Si 결정 그레인들을 핵으로 형성하는 것을 조합할 수도 있다. In addition, the 15th to 19th embodiments may be to generate an Ar gas plasma in the embodiments to be combined to form the Si crystal grains in the surface layer in that the barrier metal film 223 to flatten process the surface to the nucleus by the Ar +.이 경우에, SiH 4 가스를 Ar 가스로 희석함으로써 공통 노즐을 사용할 수도 있고, Ar 가스의 유량을 제어하여 표면의 평탄화 처리와 Si 핵의 형성 처리를 용이하게 전환할 수도 있다. In this case, SiH 4 diluted by a gas to the Ar gas may be used a common nozzle may be to control the flow rate of the Ar gas easily switch the planarization process and forming process of the Si nuclei on the surface.

본 발명을 전술한 실시예들에 의해 설명하였지만, 본 발명은 그 실시예들에 의해 한정되지는 않으며, 다수의 다른 방법들로 변형될 수 있다. Has been described by the foregoing the present invention, the present invention is not limited by these embodiments, it may be modified in a number of different ways.그러한 변형들은 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나는 것으로 간주되지 않아야 하며, 당업자들에게 명확한 그러한 모든 변형들은 첨부된 특허청구범위의 범위 내에 포함된다. Such modifications are also not to be regarded as a departure from the spirit and scope of the invention, and all such modifications obvious to those skilled in the art are included within the scope of the appended claims.

본 발명에 의한 배리어 금속막 제조 장치 및 배리어 금속막 제조 방법에 의하면, 작은 두께로 균일하게 배리어 금속막을 형성할 수 있으므로, 기판에 형성되어 있는 작은 오목부의 내부에도 매우 작은 두께로 우수한 매립 특성을 갖는 배리어 금속막을 고속으로 매우 정밀하게 형성할 수 있게 된다. According to a barrier metal film production apparatus and a barrier metal film production method according to the present invention, it is possible to form a film barrier uniform metal to a small thickness, from the inside of the small concave portion which is formed on the substrate with excellent burial properties in a very small thickness a barrier metal film becomes possible to very precisely formed at a high speed.

또한, 본 발명에 의한 금속막 제조 장치 및 금속막 제조 방법에 의하면, 막 두께를 두껍게 하지 않으면서 배리어 금속막을 금속층과 금속 질화물층으로 이루어진 2 층 구조 상태로 할 수 있으므로, 금속층에 의해 Cu 박막과의 밀착성을 유지하면서 금속 질화물층에 의해 Cu 의 확산을 방지할 수 있게 된다. Further, according to the metal film production apparatus and metal film production method according to the present invention, can be a film without becoming thick the barrier consisting of a metal film of a metal layer and the metal nitride layer two-layer structure state, Cu thin film by the metal layer and while maintaining the adhesion it is possible to prevent diffusion of Cu to the metal nitride layer.이에 따라, 밀착성이 양호하고 기판으로의 확산이 없는 Cu 박막을 형성할 수 있어, Cu 배선 공정을 안정화시킬 수 있다. In this way, it can be formed, with satisfactory adhesion to the thin Cu film without diffusion into the substrate, and that the Cu wiring process can be stabilized.

Claims (18)

Translated from Korean

금속 질화물로 된 배리어 금속막이 형성되어 있는 기판의 표면을 처리하는 것을 포함하는 금속막 제조 방법으로서, A metal film production method involving treatment of a surface of a substrate on which is formed a barrier metal film of a metal nitride formed thereon,

상기 기판 표면의 상기 배리어 금속막을 희 가스 플라즈마로 에칭하여 상기 배리어 금속막을 평탄화하는 표면 처리를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속막 제조 방법. A metal film production method which is characterized in that the etching of the barrier metal film on the surface of the substrate with a diluent gas plasma comprising: performing a surface treatment for flattening the barrier metal film.

금속 질화물로 된 배리어 금속막이 형성되어 있는 기판의 표면을 처리하는 것을 포함하는 금속막 제조 방법으로서, A metal film production method involving treatment of a surface of a substrate on which is formed a barrier metal film of a metal nitride formed thereon,

상기 기판의 온도를 상기 금속 질화물을 형성하는 수단의 온도보다 낮아지게 하여, 상기 기판 상에 상기 금속 질화물을 배리어 금속막으로 사용하기 위해 막으로 형성하는 단계; A step of lower than a temperature of means for formation of the metal nitride, the temperature of the substrate, formed into a film for use in the metal nitride on the substrate as a barrier metal film;및 And

상기 기판 표면의 상기 배리어 금속막을 희 가스 플라즈마로 에칭하여 상기 배리어 금속막을 평탄화하는 표면 처리를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속막 제조 방법. A metal film production method which is characterized in that the etching of the barrier metal film on the surface of the substrate with a diluent gas plasma comprising: performing a surface treatment for flattening the barrier metal film.

챔버 내부의 기판과 금속제 피에칭 부재 사이에 할로겐을 함유하는 원료 가스를 공급하는 단계; Then supplying a source gas containing a halogen to an interior of a chamber between a substrate and a metallic etched member;

상기 챔버 내부의 분위기를 플라즈마화하여 원료 가스 플라즈마를 발생시키고, 상기 원료 가스 플라즈마에 의해 상기 피에칭 부재를 에칭하여 상기 피에칭 부재에 함유된 금속 성분과 원료 가스로부터 전구체를 형성하고, 상기 기판을 수용하는 상기 챔버와 분리된 방식으로 질소 함유 가스를 여기시키는 단계; Plasma generation means which converts an atmosphere within the chamber to generate a source gas plasma, by the source gas plasma so that the etched member is etched to form a precursor from a metal component and a source gas contained in the etched member and the substrate for receiving and also exciting a gas containing nitrogen in a manner isolated from the chamber;

상기 기판의 온도를 상기 금속 질화물을 형성하는 수단의 온도보다 낮아지게하여, 상기 기판 상에 상기 금속 질화물을 배리어 금속막으로 사용하기 위해 막으로 형성하는 단계; A step of lower than a temperature of means for formation of the metal nitride, the temperature of the substrate, formed into a film for use in the metal nitride on the substrate as a barrier metal film;및 And

상기 챔버 내부의 분위기를 플라즈마화하여 원료 가스 플라즈마를 발생시키고, 상기 원료 가스 플라즈마에 의해 금속으로 제조된 피에칭 부재를 에칭하여 상기 피에칭 부재에 함유된 금속 성분과 상기 원료 가스로부터 상기 챔버 내부에 전구체를 형성하는 단계; To generate a source gas plasma so that the plasma generation means which converts an atmosphere within the chamber into the chamber to etch the etched member made of a metal by the source gas plasma from a metal component and the source gas contained in the etched member forming a precursor;및 And

상기 기판의 온도를 상기 피에칭 부재의 온도보다 낮아지게 하여, 상기 평탄화된 배리어 금속막을 갖는 상기 기판 상에 상기 전구체의 금속 성분을 막으로 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속막 제조 방법. To lower than a temperature of the substrate, the etched member, the temperature of the metal film production method comprising the step of forming the metal component of the precursor as a film on the substrate having a film wherein the flattened barrier metal.

금속 질화물로 된 배리어 금속막이 형성되어 있는 기판을 수용하는 챔버 내부에서 희 가스 플라즈마를 발생시키고, 상기 희 가스 플라즈마에 의해 상기 기판 표면의 상기 배리어 금속막을 에칭하여, 상기 배리어 금속막을 평탄화하고, 상기 희 가스 플라즈마에 의해 상기 배리어 금속막의 표면층에서 질소 원자들을 제거하여 상기 배리어 금속막 매트릭스의 내부에 비하여 상기 표면층의 질소 함량을 감소시키는 표면 처리를 수행하는 단계; It generates a diluent gas plasma within the chamber for receiving a substrate on which is formed a barrier metal film of a metal nitride formed thereon, by the diluent gas plasma to etch a film of the barrier metal of the substrate surface, the barrier and planarizing a metal film, the diluent the step of comparison by the gas plasma to the inside of the barrier metal film matrix to remove nitrogen atoms in a superficial layer of the barrier metal film, performing a surface treatment for reducing the nitrogen content of the superficial layer;

상기 챔버 내부의 분위기를 플라즈마화하여 원료 가스 플라즈마를 발생시키고, 상기 원료 가스 플라즈마에 의해 금속으로 제조된 피에칭 부재를 에칭하여 상기 피에칭 부재에 함유된 금속 성분과 상기 원료 가스로부터 상기 챔버 내부에서 전구체를 형성하는 단계; To generate a source gas plasma so that the plasma generation means which converts an atmosphere within the chamber, by etching the etched member made of a metal by the source gas plasma from a metal component and the source gas contained in the etched member in the chamber forming a precursor;및 And

상기 기판의 온도를 상기 피에칭 부재의 온도보다 낮아지게 하여, 상기 평탄화되고 표면층의 질소 함량이 상대적으로 감소된 배리어 금속막을 갖는 상기 기판 상에 상기 전구체의 금속 성분을 막으로 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속막 제조 방법. To lower than a temperature of the substrate, the etched member, the temperature of the, including the step of forming the metal component of the precursor as a film on the substrate having the flattening and the nitrogen content of the superficial layer relatively decreased barrier metal film a metal film production method according to claim.

상기 기판의 온도를 상기 형성 수단의 온도보다 낮아지게 하여, 상기 기판 상에 상기 금속 질화물을 배리어 금속막으로 사용하기 위해 막으로 형성하는 제어 수단; To lower than a temperature of the formation means a temperature of the substrate, thereby forming a film for use in the metal nitride on the substrate as a barrier metal film;

상기 기판의 온도를 상기 형성 수단의 온도보다 낮아지게 하여, 상기 기판 상에 상기 금속 질화물을 배리어 금속막으로 사용하기 위해 막으로 형성하는 제어 수단; To lower than a temperature of the formation means a temperature of the substrate, thereby forming a film for use in the metal nitride on the substrate as a barrier metal film;

상기 기판의 온도를 상기 피에칭 부재의 온도보다 낮아지게 하여, 상기 평탄화된 배리어 금속막 상에 상기 전구체의 금속 성분을 막으로 형성하는 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 금속막 제조 장치. The metal film production apparatus is characterized in that the temperature of the substrate lower than a temperature of the etched member, and control means for forming the metal component of the precursor as a film on the flattened barrier metal film.

금속 질화물로 된 배리어 금속막이 형성되어 있는 기판을 수용하는 챔버; Comprising: a chamber accommodating a substrate on which is formed a barrier metal film of a metal nitride formed thereon;

상기 기판의 온도를 상기 피에칭 부재의 온도보다 낮아지게 하여, 상기 평탄화되고 상기 표면층의 질소 함량이 상대적으로 감소된 배리어 금속막 상에 상기 전구체의 금속 성분을 막으로 형성하는 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 금속막 제조 장치. To be a temperature of the substrate lower than a temperature of the etched member, the flattened and on the nitrogen content of the superficial layer relatively decreased barrier metal film to a control means to form the metal component of the precursor as a film the metal film production apparatus according to claim.

기판 표면의 금속 질화물로 된 배리어 금속막을 희 가스 플라즈마로 에칭하여 평탄화함으로써 형성된 것을 특징으로 하는 금속막. A metal film, characterized in that formed by planarization by etching a metal film of a metal nitride on a surface of a substrate a barrier with a diluent gas plasma.

기판 표면의 금속 질화물로 된 배리어 금속막을 희 가스 플라즈마로 에칭하여 평탄화하고, 상기 희 가스 플라즈마에 의해 상기 배리어 금속막의 표면층에서 질소 원자들을 제거하여 상기 배리어 금속막의 매트릭스 내부에 비하여 상기 표면층의 질소 함량을 감소시키는 표면 처리에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 금속막. Flattened by etching a barrier metal film of a metal nitride on a surface of a substrate with a diluent gas plasma, and by the diluent gas plasma a nitrogen content of the superficial layer relative to an interior of a matrix of the barrier metal film to remove nitrogen atoms in the barrier metal film surface layer reducing the metal film, it characterized in that the surface formed by the process of.

KR20040083307A2001-11-142004-10-18Metal film, metal film production method and metal film production apparatus
KR100538423B1
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